论文部分内容阅读
本论文依托交通部西部交通建设科技项目《西部超高水头船闸消能工型式及消能效果对比研究》及水利水运工程重庆市重点实验室开放基金的资助。目前，出于水资源综合开发利用的需要，船闸正逐步向高水头及超高水头趋势发展，而船闸输水系统水力特性及消能工的消能效果又是制约船闸水头的关键因素。因此，本文基于超高水头船闸明沟消能与盖板消能消能效果的对比研究，通过物理模型试验和三维数模计算相结合的手段，深入探讨了超高水头船闸单、双明沟消能工型式、消能效果及其消能机理。得到如下主要研究结论：
1、采用1：20的局部模型和ADV、波高仪等先进实验设备，针对不同闸室水位、不同阀门开启时间等工况组合对船闸消能工的水力特性(流速、流态及消能效果等)进行精确测试和详细研究，能较好地达到研究目的。
2、闸室流态和流速对比研究：横断面上，双明沟型式水流上升一段距离后(距闸室底部4m)，流场分布已较为均匀，单明沟型式水流上升过程中流场稍显紊乱；纵断面上，双明沟型式在水流出流口处的第二道明沟处流速较大，单明沟型式从孔口至边墙处流速均较大。
3、闸室水面波动对比研究：两种消能工型式闸室水面波动基本一致，闸室水位特征值变化并不明显，表明单、双明沟消能效果均良好。
4、消能机理对比研究：双明沟型式和单明沟型式消能的相同点是，孔口的突扩生成大量的旋涡以及水流的相互剧烈掺混；不相同点是，水流上升高度大于O．85m时，双明沟型式中水流不再可以透过第一道明沟形成双明沟消能，水流主要在第一道明沟处消能后直接向上，而单明沟型式水流仍主要在出流挡板末端消能。
5、通过物理模型试验结果与数学模型计算研究成果的比较，二者吻合良好，相互引证，表明研究成果可信，可为船闸输水系统消能工的设计和研究提供科学依据。
6、综合研究表明：在相同试验条件下，双明沟型式消能效果稍优于单明沟型式。