周振兴 吴 成

(江苏省灌溉总渠管理处，江苏 淮安 223200)

1 引 言

泄洪闸作为水利枢纽工程中重要组成部分之一，是水资源控制调度的重要水利设施，研究泄流运营状态下其流场安全稳定性具有重要作用。泄洪闸由消能池及尾坎等水工结构组成，研究泄洪闸应系统性考虑整体流场状态。因此，许多水利工程师或学者通过水工模型试验，设计了适应不同水电站运营下的泄洪闸泄流模型试验，提升了泄洪闸设计水平。当然，在泄洪闸工程现场安装流速测试传感器或静力监测传感器等，可获取工程现场泄洪闸运营过程中的实测数据，研究数据之间的规律性，为其他类似水利工程设施设计运营等提供参考。相比而言，数值方法较为高效，且可用来研究较为复杂工况下的泄洪闸泄流运营情况，对提升泄洪闸的泄流认识具有重要作用。本文借助三维建模软件与流体分析后处理软件，研究不同泄流工况下淮河入海水道二河新泄洪闸的水力特性，为揭示泄洪闸泄流时流场特征提供一定参考。

2 泄流数值计算理论

泄洪闸正常泄流运营时，按照流体力学理论，其紊动能与耗散率可采用双方程形式表述

(1)

式中ui、uj——流速，m/s；

k——流场特征参数，紊动能；

CD、μt、μ——与流场相关的特征参数；

σt——体力，N。

而方程中重要流场特征参数耗散率可表述为

(2)

联立以上方程可得到流体介质传输运动方程为

(3)

(4)

式中Cμ——常数；

Ck、Gb——与紊动能有关的参数项；

YM——流场扩张项参数。

在上述方程基础上，获得N-S方程为