反拱水墊塘流場數(shù)值模擬及其底板塊振動特性的試驗研究.pdf

1、高壩水頭高、泄洪功率大，下游水墊塘的穩(wěn)定性是其能否安全運用的關鍵性技術之一。 用二維k-ε紊流數(shù)學模型模擬了高水頭、大流量作用下二維水墊塘從自由沖擊射流流態(tài)，經(jīng)過淹沒沖擊射流流態(tài)，變化到面流流態(tài)的演變過程及其流場特征，給出了水墊塘中流線、水流流速、動水壓強、紊動能和耗散率的分布規(guī)律。 用三維k-ε紊流模型模擬了淹沒沖擊射流流態(tài)下，反拱水墊塘流場，給出了流線、流速、壓強、紊動能和耗散率的分布規(guī)律。計算流速和壓強與實測值的對

2、比表明，用三維紊流模型模擬反拱水墊塘流場是可行的。 把二維和三維k-ε紊流模型計算水墊塘流場進行對比，結果表明，三維計算的沖擊點底板壓強、紊動能和耗散率明顯小于二維計算的，且特征量沿程分布均勻。因此，反拱水墊塘的穩(wěn)定性明顯優(yōu)于平底水墊塘。 對反拱水墊塘單底板塊振動特性進行了理論分析，提出了底板塊自由振動的最大位移計算公式、底板塊振動分區(qū)及近壁流場的劃分依據(jù)。分析了底板塊振動的動力方程，并與平底板塊的進行了比較，得出反拱水