【摘 要】
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弯道水流具有特殊的水力学特性,在取水防沙工程中具有重要作用。在水工建筑物取水工程中,明渠侧向取水是常用的一种取水方式。总结前人在弯道水流、明渠取水方面的研究成果,
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弯道水流具有特殊的水力学特性,在取水防沙工程中具有重要作用。在水工建筑物取水工程中,明渠侧向取水是常用的一种取水方式。总结前人在弯道水流、明渠取水方面的研究成果,利用室内物理模型试验和数值模拟方法,对弯道取水口的水力学特性进行了研究,分析了取水口附近的水流结构。对不同流量下弯道取水口的分流流况进行了试验,并进行了未分流情况下的对照试验;研究了弯道水流特性,分析了其横向环流的形成过程;探讨了分流对弯道内水流的影响,利用三维流速仪对其进行了详尽的测量,依据量测结果并将分流前后结果对比,分析了分流后弯道内水流流速的变化,据此对弯道取水工程中可能出现的冲淤问题及相应措施进行了探讨。利用计算流体力学方法,结合物理模型试验,对弯道取水分别进行了二维和三维数值模拟。采用二维模型探讨了弯道取水平面流场分布情况;对于条件所限未能进行试验研究的情况,利用经过验证的数值模型及计算方法进行了扩展研究,探讨了引水角变化对取水口附近流场的影响。总体而言,二维模型简便易用,并且对于一般工程特别是较大水域水流计算基本可以满足工程要求,二维模型可以用来选取引水角以及确定取水口位置。由于弯道取水口附近水流的三维特性以及二维模型的局限,采用三维模型进行了深入研究,分析了取水口附近三维水流结构,并结合前人研究成果讨论了弯道断面形态以及取水口形式对流态的影响。本研究以工程实际为基础,分别从理论分析、物理模型试验以及数值模拟三方面对弯道取水口附近水域流场进行了研究,对实际工程中取水防沙措施具有一定意义。
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