张春晋，李永业，孙西欢,2

(1.太原理工大学 水利科学与工程学院，太原 030024；2.山西水利职业技术学院，山西 运城 044004)



明流泄洪洞水力特性的二维数值模拟与试验研究

张春晋1，李永业1，孙西欢1,2

(1.太原理工大学 水利科学与工程学院，太原 030024；2.山西水利职业技术学院，山西 运城 044004)

为了使明流泄洪洞满足设计泄流量和校核泄流量要求，对其结构进行了优化设计，并根据垣曲县境内板涧河河口右岸的小浪底引黄工程泄洪洞实际工程，建立了明流泄洪洞泄流数学模型。计算中引入FLUENT软件中的VOF(Volume of Fluid)模型和Mixture模型进行数值计算，得到了设计和校核水位条件下泄洪洞泄流能力、水深沿程分布、水流空化数以及断面流速和压强及挑距，并将部分计算结果与模型试验结果进行比较分析，结果表明两者吻合较好。因此采用FLUENT软件研究明流龙抬头泄洪洞的水力特性是可行的，为该项软件应用于实际工程提供了理论依据。

泄洪洞；数值模拟；空化数；水力学特性；VOF模型

1 研究背景

高坝泄洪受到场地的限制，常采用非常泄洪设施宣泄多余洪水，然而在泄洪过程中常伴有掺气、脉动、空化、空蚀等一系列水力学问题[1]，要解决这些问题需要有基础理论研究作为基础，结合模型试验和数值计算加以验证。龙抬头式(龙落尾)明流泄洪洞应用最为广泛，如溪洛渡水电站、白鹤滩水电站、二滩水电站以及锦屏一级水电站均采用该布置形式。

目前，对高坝泄洪水力特性的研究主要采取模型试验。……