闸坝式枢纽工程闸前导水墙体形优化研究

2017-03-22刁明军孙浩淼

中国农村水利水电 2017年2期

关键词：优化

赵晶，刁明军，赵静，刘斌，孙浩淼

(1.四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，成都 610065；2.四川省冶金设计研究院，成都 610065)

水利工程进水口段常因为体形边界不合理使得进水口前水流条件差并伴有漩涡，从而对闸室段的安全运行产生威胁。从以往工程进水口的布置经验表明，优化进水口导水墙体形布置是改善水流条件的一种有效方法。王玄[1]、王均星[2]等人研究溢洪道导水墙时采用了贴合水流曲线的导水墙，一定程度上改善了水流条件，为工程积累了宝贵经验。而对于闸坝式枢纽工程，通过选用合适的导水墙体形布置，改善闸前水流流态，减少漩涡产生的研究还鲜有报道。而数值方法模拟复杂漩涡现象，由于漩涡中心位置不易确定，因而其自由水面的模拟是数模的难点之一。陈云良[3]等人运用k-ε[4]紊流模型和流体体积方法追踪自由水面模拟表面凹陷漩涡以及吸气漩涡等复杂水力现象，高学平[5]等人采用数值模拟方法研究了多种进水口孔口体形认为扩散段和整流段对孔口附近的流态起决定性作用。数值模拟方法在模拟复杂水流水力特性和体形优化方面积累了相当多经验。本文结合某闸坝式枢纽工程，选用数值模拟方法和模型试验验证的研究手段，研究了2种不同的导水墙体形对闸坝式枢纽闸前流态、漩涡产生、表面流场、横向水位差等的影响，从而选择能够解决工程水力学问题的体形布置。