倪 春， 黄先北， 仇宝云， 孙 涛， 于贤磊

(1.南水北调东线江苏水源有限责任公司， 江苏 南京 210029； 2.扬州大学 电气与能源动力工程学院， 江苏 扬州 225127)

平面钢闸门是水利工程中常用的闸门形式。随着社会经济的发展，越来越多的闸门需满足双向挡水要求[1-2]。现有双向挡水闸门主要关注双向密封问题，大部分仍使用单面板形式。然而，单面板形式的闸门在正向挡水时，面板朝向上游侧，与普通单向闸门工作方式一致；而当反向挡水时，闸门的梁系结构朝向上游侧，由于水流的冲击作用，往往易导致启门力过大，可能出现启闭机系统失压及启门力超过设计值的问题。由此可见，闸门反向挡水时，受力更加复杂且明显增大，单面板闸门无法满足双向挡水需求。

随着计算机技术的发展，计算流体动力学(computational fluid dynamics，CFD)广泛应用于工程中的流动分析[3-5]。本文以节制闸为研究对象，针对垂直提升式平面钢闸反向挡水时启门力在一定开高时增大的情况，采用CFD方法模拟闸门附近压力场，分析启门力增大的原因，并研究封闭闸门梁格方案对降低启门力是否有效。

1 水闸参数与过流流动数值计算方法

1.1 水闸结构参数

以闸站枢纽节制闸采用垂直提升式液压平板钢闸门进行研究，水闸与底板相关参数为：闸门高度4.5 m，闸前平直段长18 m，闸后2.9 m为斜坡，坡角38°，坡长7 m。为保证数值计算中流动充分发展，闸前延长至距离闸门30 m，闸后延长至距离闸门20 m处。

考虑到流动沿水闸宽度方向的中心线为对称分布，取闸门的一半进行CFD分析研究，见图1。……