1、烏江銀盤船閘為目前國內單級最高水頭船閘。通過對設計方案的初步計算成果和物理模型試驗資料分析，在設計水頭下其充水閥門段存在較大的負壓，尤其是在突擴體升坎處壓力甚低，有可能造成邊壁的空蝕破壞，成為亟待解決的關鍵問題之一。 本文采用動網(wǎng)格技術和VOF方法對銀盤船閘充水閥門段閥門開啟過程進行非恒定流三維紊流數(shù)值模擬，分析閥門段水流急變分離的流態(tài)、流速、壓力等水力特性參數(shù)的時空演化規(guī)律，分析出現(xiàn)空蝕與流激振動的危險區(qū)域和時刻。將平面閥門和

2、反弧閥門分別應用到銀盤船閘輸水系統(tǒng)閥門段中，通過對數(shù)模結果進行詳盡的分析后，又在建議采用的反弧閥門1min開啟方案的基礎上對閥門后突擴廊道體型進行了八個方案的優(yōu)化，并做了對比分析，此外，對銀盤方案反弧門1min閉合過程中，閥門段水流特性也進行了一定的研究，最后得出以下7個主要結論： 1.通過前處理軟件Gambit構建閥門段混合網(wǎng)格域和用VOF模型來處理閥門井存在的自由水面是較為有效的方法。 2.基于動網(wǎng)格技術，結合彈簧近

3、似方法和局部網(wǎng)格重構法研究具有較大尺度變形的動邊界問題，在不降低效率的同時，大大提高了網(wǎng)格變形的能力和網(wǎng)格質量，效果良好。 3.相對于靜態(tài)仿真，動態(tài)仿真更能準確模擬出流場結構與閥門各種特性在變工況和啟閉過程中的變化。 4.數(shù)模計算結果信息量龐大，詳盡地描述了閥門段主流隨閥門不同開度的衰減過程、漩渦形態(tài)、壁面壓力分布、水流紊動強度及紊動耗散率分布，全面反映了銀盤船閘輸水系統(tǒng)閥門段的水力特性，發(fā)揮了物理模型難以取代的作用。

4、 5.修改頂擴和跌坎高度以及升坎傾斜角可使閥門后廊道內壓力明顯上升，采用6min開閥時，推薦方案較設計方案升坎處壓力提高約70kpa，較好地解決了負壓問題，而采用1min快速開閥方式壓力提高幅度比6min開閥更明顯，故推薦采用1min開閥。 6.經(jīng)綜合比較平面門方案、設計方案以及設計方案后廊道體型優(yōu)化三套方案16個工況，選取在反弧門開啟的過程中，突擴體頂板上、下游側、升坎凸弧處以及跌坎部位不產生負壓或負壓絕對值較小的方案八