1、隨著我國高壩建設(shè)的迅速發(fā)展,泄水建筑物的消能問題亦愈發(fā)突出。實踐表明,窄縫消能工突破了常規(guī)等寬鼻坎消能工的傳統(tǒng)模式,利用挑坎兩側(cè)側(cè)墻的收縮使水流縱向擴(kuò)散,加劇水流紊動使其充分摻氣,提高了消能率,從而達(dá)到減輕下游河床沖刷的目的。目前,窄縫消能工已成功地應(yīng)用在國內(nèi)外高水頭泄水建筑物中,成為一種高效的消能工。然而,由于窄縫消能工水流的復(fù)雜性以及受來流及下游邊界條件的影響,窄縫消能工的設(shè)計與運用尚沒有較完善的分析方法及較統(tǒng)一的經(jīng)驗公式,仍主要依

2、賴于水力學(xué)模型試驗研究成果。近年來,隨著計算機(jī)計算能力的提高,采用數(shù)值模擬來對窄縫消能工進(jìn)行模擬研究己成為一種新的趨勢,利用數(shù)值模擬計算和物理模型試驗相結(jié)合的方法對窄縫消能工的水力特性及消能效果進(jìn)行研究是今后研究的方向。
　　為了進(jìn)一步探討窄縫消能工的水力特性,在收集整理國內(nèi)外關(guān)于窄縫消能研究成果的基礎(chǔ)上,以老渡口溢洪道為研究對象,采用物理模型試驗與三維數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法進(jìn)行了較為深入的研究。物理模型采用1:70水工模型,對

3、不同來流工況下的水力學(xué)特性進(jìn)行了試驗分析,得出了有關(guān)壓力分布、水舌空中形態(tài)、下游河床沖刷等水力學(xué)特性的基本規(guī)律,論證了老渡口溢洪道窄縫消能工體型參數(shù)選擇的合理性,進(jìn)一步豐富了窄縫消能工學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究成果。數(shù)學(xué)模型采用了RNG～k?紊流模型,利用VOF方法追蹤自由表面,采用標(biāo)準(zhǔn)六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,利用大型流體力學(xué)計算軟件 Flow3D對老渡口溢洪道進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,得到了水面線、壓力及流速等水力參數(shù)的分布規(guī)律,并將數(shù)值模擬成果與物理模型試

4、驗成果進(jìn)行了對比分析,其結(jié)果基本基本一致。
　　本文主要針對老渡口水電站岸邊式溢洪道設(shè)計中采用的三種挑坎型式進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,通過對比分析總結(jié)了三種挑坎的特點,突出了曲面貼角窄縫挑坎水力特性,也為最終方案提供參考依據(jù)。同時,為揭示曲面貼角窄縫挑坎復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特征對過流的影響,選取四個主要參數(shù),每個參數(shù)選取四組方案進(jìn)行對比分析,得出挑坎的四個參數(shù)對水舌形態(tài)的影響規(guī)律。同時對水舌出坎挑角、挑距、擴(kuò)散消能進(jìn)行了有益的探討。
　　研