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低弗劳德数水流二级消力池水力特性试验研究

谭高文 韩昌海 韩康 余凯文

谭高文, 韩昌海, 韩康, 余凯文. 低弗劳德数水流二级消力池水力特性试验研究[J]. 水科学进展, 2020, 31(1): 71-80. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.01.008
引用本文: 谭高文, 韩昌海, 韩康, 余凯文. 低弗劳德数水流二级消力池水力特性试验研究[J]. 水科学进展, 2020, 31(1): 71-80. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.01.008
TAN Gaowen, HAN Changhai, HAN Kang, YU Kaiwen. Experimental study on the hydraulic characteristics of the two-stage energy dissipation in low Froude Number flow[J]. Advances in Water Science, 2020, 31(1): 71-80. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.01.008
Citation: TAN Gaowen, HAN Changhai, HAN Kang, YU Kaiwen. Experimental study on the hydraulic characteristics of the two-stage energy dissipation in low Froude Number flow[J]. Advances in Water Science, 2020, 31(1): 71-80. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.01.008

低弗劳德数水流二级消力池水力特性试验研究

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.01.008
基金项目: 

国家自然科学基金资助项目 No.51679148

详细信息
    作者简介:

    谭高文(1989-), 男, 湖南新化人, 助理工程师, 硕士, 主要从事水力学、河流动力学和工程管理研究。E-mail:tan_gaowen@ctg.com.cn

    通讯作者:

    韩昌海, E-mail:chhan@nhri.cn

  • 中图分类号: TV135

Experimental study on the hydraulic characteristics of the two-stage energy dissipation in low Froude Number flow

Funds: 

the National Natural Science Foundation of China No.51679148

  • 摘要: 针对低弗劳德数水流消能问题,在确定单级消力池和二级消力池体型的基础上,采用物理模型试验方法,分别研究了低弗劳德数水流单级和二级消力池的水力特性和消能结构特性。结果表明,在低弗劳德数水流条件下,二级消力池将原单级消力池出池水面较大波动区变成了适应区,对下游尾水位的适应区间显著增加,出池水面波动更小。同时,单级消力池内流线更加稀疏,流速梯度更小;消力池涡量大小明显低于二级消力池,而雷诺应力明显大于二级消力池;二级消力池内雷诺应力大小分区较单级消力池更明显,表面旋滚区明显大于底部旋滚区,水流更加稳定。相比单级消力池,二级消力池消能率显著提高,且有利于下游河床和岸边的防冲保护,工程应用更为有利。
  • 图  1  模型布置纵剖面和位置坐标示意

    Figure  1.  Schematic diagram of the longitudinal section and position coordinates of the model layout

    图  2  单级消力池体型及参数示意

    Figure  2.  Schematic diagram of the body shape and parameters of the single stage stilling basin

    图  3  二级消力池体型及参数示意

    Figure  3.  Schematic diagram of the body shape and parameters of the two-stage stilling basin

    图  4  消力池尾水位适应性分区示意

    Figure  4.  Schematic diagram of adaptive partitioning of tail water level

    图  5  二级消力池内沿程底流速分布系数及低尾水位时与单级消力池对比

    Figure  5.  Flow velocity distribution coefficient along the bottom in the two-stage stilling basin and comparison with single stage stilling basin at low water level

    图  6  二级消力池内沿程动能修正系数及低水位时与单级消力池对比

    Figure  6.  Correction coefficient of kinetic energy in the two-stagestilling basin and comparison with single stagestilling basin at low water level