帶不同級(jí)數(shù)的省水池船閘輸水水力特性數(shù)值模擬研究.pdf

1、長(zhǎng)期以來(lái)，船閘耗水與樞紐中電站機(jī)組發(fā)電用水一直是矛盾的雙方，尤其是當(dāng)船閘工作水頭和尺度較大時(shí)，船閘運(yùn)行耗水量亦隨之大幅增加。設(shè)計(jì)省水船閘，既可達(dá)到節(jié)約用水的目的，實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用，亦可滿(mǎn)足船舶的過(guò)閘要求。此外，對(duì)于高水頭船閘而言，采用省水方案可顯著削減閥門(mén)工作水頭，從而有效解決復(fù)雜的閥門(mén)水力學(xué)問(wèn)題。目前，關(guān)于省水船閘水動(dòng)力學(xué)的研究，主要針對(duì)單一的實(shí)際工程，采用物理模型試驗(yàn)手段進(jìn)行研究，缺乏系統(tǒng)的研究成果。為此，本文選取尺度為190m

2、×23m（長(zhǎng)×寬）的船閘作為研究對(duì)象，采用一維和三維水流數(shù)值模擬方法，系統(tǒng)研究了20m～40m水頭條件下的合理閥門(mén)啟閉方式、一維和三維輸水水力特性、閥門(mén)廊道后壓力等，得到以下研究成果:
　　1.在同一輸水系統(tǒng)條件下，省水閥門(mén)采用“慢開(kāi)快關(guān)”，主閥門(mén)采用“快開(kāi)快關(guān)”的啟閉方式時(shí)，帶一級(jí)省水池船閘主閥門(mén)均不適宜提前開(kāi)啟，帶兩級(jí)省水池船閘方案，省水池閥門(mén)可采用“動(dòng)水關(guān)閥+提前量”的啟閉方式，以縮短船閘輸水時(shí)間。
　　2.考慮下一級(jí)

3、省水閥門(mén)提前開(kāi)啟的情況下，船閘輸水過(guò)程的非恒定流方程組中不應(yīng)忽略閘室水面升降速度對(duì)水力特性的影響。根據(jù)銀盤(pán)省水船閘物理模型實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了基于Bernoulli方程所建立的數(shù)學(xué)模型的可靠性。
　　3.針對(duì)該船閘尺度條件下的帶一級(jí)和兩級(jí)省水池方案，提出了20m、25m、30m、35m、40m各水頭情況下合理的閥門(mén)啟閉組合方式。同時(shí)針對(duì)帶兩級(jí)省水池方案，得到了省水閥門(mén)提前量、閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)間及全開(kāi)停留時(shí)間間的變化關(guān)系。
　　4.針對(duì)