梯形消能墩组合式台阶消能工水力特性

徐添润, 李永业, 田煜, 冯子玮, 宋晓腾

农业工程学报. 2024, 40(05): 82-89

农业工程学报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (05) : 82-89. DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202308193

梯形消能墩组合式台阶消能工水力特性

  • 徐添润, 李永业, 田煜, 冯子玮, 宋晓腾
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Hydraulic characteristics of the combined step dissipator with trapezoidal energy dissipation pier

  • XU Tianrun and LI Yongye and TIAN Yu and FENG Ziwei and SONG Xiaoteng
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摘要

为了提高溢洪道的消能效果,降低台阶面负压,该研究提出了消能墩与台阶组合的消能工布置形式,在台阶凸角处布置梯形消能墩。通过模型试验与数值模拟的方法,研究单排布置与单排交错布置下组合式台阶消能工的流态、流速、压强和消能率,并与传统台阶消能工的水力特性对比。结果表明,组合式台阶消能工与传统台阶消能工水流流态基本相同,在凸角布置消能墩产生雍水作用,水流更为平缓;在靠近台阶水面位置,组合式台阶消能工水流流速相较于传统台阶消能工降低54%,并且各体型台阶消能工断面流速遵循底层小、表层大的规律;组合式台阶消能工的台阶水平面与竖直面在靠近凸角附近存在负压,且相较于传统台阶消能工在竖直面上负压范围缩小60%~70%;相对临界水深由0.714增大到1.486时,组合式台阶消能工较传统消能工消能率下降幅度小,且在相对水深较大的情况下消能率仍可达到70%以上,具有更好的消能特性,可为台阶溢洪道的相关工程提供参考依据。

关键词

试验 / 数值模拟 / 水力特性 / 台阶消能工 / 梯形消能墩 / 消能特性

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徐添润, 李永业, 田煜, 冯子玮, 宋晓腾. 梯形消能墩组合式台阶消能工水力特性. 农业工程学报. 2024, 40(05): 82-89 https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.202308193
XU Tianrun and LI Yongye and TIAN Yu and FENG Ziwei and SONG Xiaoteng. Hydraulic characteristics of the combined step dissipator with trapezoidal energy dissipation pier. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering. 2024, 40(05): 82-89 https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.202308193

基金

国家自然科学基金资助项目(51179116); 山西省自然科学基金资助项目(201701D221137)

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