苟 超，杨红宣，沈春颖，赵国安，龚兴勇

(昆明理工大学电力工程学院，云南 昆明 650500)

0 引 言

旋流式竖井主要是利用竖井段的旋流消能和底部的消力井对下泄水流进行消能，这种消能方式首次在20世纪40年代由学者Vischer等[1]提出。作为一种新型高效的泄流消能工，与传统消能方式相比，旋流式竖井因具有结构相对简单、对地形的可适应性强、无雾化及消能率高等优点而被广泛应用，如溪洛渡、双沟、清远及小湾水电站[2-5]等水电工程均采用旋流式竖井消能。近年来，不少学者对旋流式竖井的体形、竖井深度、底部消能区压力特性和消能率进行了研究并取得了一些成果。赵建永等[6]通过模型试验对小流量旋流涡室体形进行了比较择优，得出了最佳的涡室体形为椭圆体形，但未对该体形下涡室水面线及压强问题进行研究。南洪等[7]采用数值模拟的方法对旋流式竖井深度在50～140 m的情况下进行研究，研究结果表明：竖井深度在50～110 m时，竖井消能率并非随消力井深度增大呈线性相关，而是表现为先增大再减小的规律；当竖井深度大于120 m时，消力井深度对消能率的影响较微，竖井消能率只有较少增加。Camino等[8-9]借助水工模型试验在不同泄流量工况下对水流流态、消能率等水力特性进行研究，最后得出旋流式竖井的消能率可达到80%。杨乾等[10]通过将物理试验与数值计算相结合的方法，分析了折板型竖井水流流态、湍动能及消能机理。

综上所述，国内外学者所进行的研究主要集中在竖井尺寸、竖井泄流量对旋流式竖井水流流态和消能率的影响。……