1、分類號：UDC：密級：單位代碼：!QQZ璺華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文導(dǎo)流墩在明渠擴(kuò)散段的控導(dǎo)作用研究及其數(shù)值模擬CONTRoLRESEARCHoFTHEDIVERSIONPIERINTHEoPENCHANNELDIFFUSERANDNUMEIUCALSIMULATION2013年6月摘要導(dǎo)流墩在明渠擴(kuò)散段的控導(dǎo)作用研究及其數(shù)值模擬摘要明渠擴(kuò)散段由于某種原因設(shè)計成較大的擴(kuò)散角時，水流將產(chǎn)生邊界層分離現(xiàn)象，流態(tài)往往不滿足設(shè)計要求。為了避免

2、擴(kuò)散角過大造成擴(kuò)散段水流與邊界分離，采取導(dǎo)流墩等控導(dǎo)措施干預(yù)水流，使水流擴(kuò)散基本均勻，在某種情況下是一種較好選擇。本文以某典型工程明渠擴(kuò)散連接段為研究對象，分析研究大擴(kuò)散角條件下擴(kuò)散段水流的運(yùn)動特性及其改善流態(tài)的控導(dǎo)措施。論文通過物理模型試驗，首先對3025。與571。兩種擴(kuò)散角度的擴(kuò)散段水流的流態(tài)、特征斷面水深分布及流速分布等水力要素展開量測與分析，總結(jié)歸納兩種擴(kuò)散角條件下水流的基本特性，分析比較不同擴(kuò)散角對擴(kuò)散段水流流態(tài)及能量損失所

3、帶來的影響。針對3025。擴(kuò)散角之?dāng)U散段的水流出現(xiàn)邊界層分離現(xiàn)象，實施控導(dǎo)措施，展開試驗研究。結(jié)合前期模型試驗的經(jīng)驗，擬定導(dǎo)流墩的體型、尺寸及設(shè)置參數(shù)，通過改變導(dǎo)流墩體型及尺寸進(jìn)行對比試驗，論證導(dǎo)流墩體選型的合理性。以控導(dǎo)擴(kuò)散段水流沿兩翼流動，消除邊界層分離現(xiàn)象，使擴(kuò)散段上游斷面水位較無導(dǎo)流墩方案明顯降低，使擴(kuò)散段下游斷面動量分布基本均勻為原則，對導(dǎo)流墩方案進(jìn)行模型試驗，確定其設(shè)置參數(shù)。通過改變導(dǎo)流墩設(shè)置相對位置X／B與分流角13，研究

4、不同組合情況對水流的控導(dǎo)效果。采取單因子分析法并借助數(shù)理統(tǒng)計手段，以擴(kuò)散段上游斷面水位降低相對值與擴(kuò)散段下游斷面動量分布變差系數(shù)@的最小值為量化指標(biāo)，擬合得到：當(dāng)X／B等于125時，導(dǎo)流墩分流角夕與水流強(qiáng)度廳的相關(guān)方程；以及當(dāng)分流角t3為20。、23。、24。時，以擴(kuò)散段下游斷面動量分布變差系數(shù)Cv為參變量，導(dǎo)流墩相對位置X／B與水流強(qiáng)度丹的相關(guān)方程。后期建立數(shù)學(xué)模型，對于不同擴(kuò)散角度的明渠水流進(jìn)行模擬計算，并與同條件下物理模型試驗成果