《挑跌流水墊塘高含沙水流紊動機理研究》是依託天津大學，由楊敏擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：挑跌流水墊塘高含沙水流紊動機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊敏
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
水體中含沙量較高，並含有一定量細(粘)顆粒，該挾沙水流的物理特性、運動特性等與清水(牛頓流體)不同時，為高含沙水流。在高含沙河流上興建高水頭、大流量的水利工程，含沙量及顆粒級配的變化對渾水的紊動結構產生影響。考慮高含沙水流紊動結構對高壩水墊塘的水動力特性影響，並將其運用到水工建築物的設計中去，對保證水墊塘的泄洪消能至關重要，因此高壩水墊塘高含沙水流紊動機理是亟待研究的問題。本項申請通過物理模型試驗結合數值模擬進行研究，主要內容為：(1)確定不同水沙條件下高壩水墊塘中高含沙水流的流變特性變化規律；結合紊動強度分布對高壩水墊塘高含沙水流紊動機理進行分析；(2)確定脈動壓力沿底板的分布規律，分析含沙量對渦旋尺度的影響及渦旋尺度在水墊塘內的演變情況；(3)研究高含沙洪水高壩泄流流量係數變化規律，確定高含沙水流泄流能力，為工程設計提供依據。
結題摘要
水體中含沙量較高，並含有一定量細(粘)顆粒，該挾沙水流的物理特性、運動特性等與清水(牛頓流體)不同時，為高含沙水流。在高含沙河流上興建高水頭、大流量的水利工程，含沙量及顆粒級配的變化對渾水的紊動結構產生影響。考慮高含沙水流紊動結構對高壩水墊塘的水動力特性影響，並將其運用到水工建築物的設計中去，對保證水墊塘的泄洪消能至關重要，因此高壩水墊塘高含沙水流紊動機理是亟待研究的問題。項目研究主要內容包括：1、分析高壩挑跌流水墊塘中高含沙水流的流變特性、紊動強度變化規律以及紊動機理；2、確定高含沙水流的動水壓強特性；3、研究高含沙水流條件下的射流流態以及高壩泄流能力。本課題通過開展物理模型試驗進行研究，得到了以下研究成果：1、研究了高含沙水流的流變特性，分析了泥沙顆粒以及含沙量對水流紊動強度的影響，並結合紊動強度分布對高壩水墊塘高含沙水流紊動機理進行分析；2、研究了孔板過流以及挑跌流兩種不同急變流在高含沙水流條件下的動水壓強特性，得到了高含沙水流脈動壓強的頻譜特性及渦旋尺度；3、結合東莊水利樞紐工程模型，分別對表孔、中孔泄洪時的水舌形態以及水墊塘流態進行了分析，並對高含沙水流泄流能力進行了研究。
