基于消力井直径变化下竖井溢洪道压强特征试验研究

为研究消力井直径变化下竖井溢洪道内部各个重要部位的压强特征,在满足泄洪能力的前提下,保持消力井井深不变,分别对直径D0=6.5m、D0=9.1m、D0=11.05m三种方案进行水工模型试验,研究分析了洞内环形堰面段、竖井段、底板段、压坡段的沿程时均压强特征、脉动压强参数。试验结果表明:环形堰面段在自由堰流时时均压强随堰上水头变化幅度不大,而在淹没堰流时各测点时均压强趋于静水压强沿程逐渐增大趋势;竖井段下部时均压强随堰上水头呈增大趋势;底板段和压坡段时均压强随直径的增大呈现减小趋势,但减小幅度不大;在不同直径下消力池底板的优势频率都出现在2Hz内,属于低频率范围,不会对底板产生共振破坏现象。     

一种新型的量水设备——U形渠道直壁槽式量水堰

本文通过大量系统的试验研究,得出了U形渠道直壁槽式量水堰的体型参数、水流流态及水尺位置,研究了这种量水堰的测流原理,并提出了自由出流和淹没出流时简单实用的计算方法。文中还列举了三个典型的算例可供工程设计和管理应用参考。     

用附加动量理论分析掺气分流墩与消力池联合消能机理

用“附加动量”水跃理论分析了掺气分流墩与消力池联合应用的消能机理，用跃后水深、水跃长度或单宽水跃容积减少的百分数，估计新增消能设施的经济效益。并通过模型试验验证了消能的理论分析，计算了新增设施的消能量、跃后水深、水跃长度或单宽水跃容积减少的百分数。结果表明，采用掺气分流墩设施，可增进消力池的消能作用，并取得显著的经济效益，达到了附加动量水跃理论所预期的效果。     

高水头泄水建筑物反弧抗蚀体型研究

针对高水头泄水建筑物反弧段的反弧末端易发生空蚀破坏的问题, 从改善体型的角度出发, 采用理论分析与数值计算的方法, 通过比较, 得出一种抗空蚀性能较优的反弧曲线形式, 便于在工程实践中推广应用。     

阻塞对水平旋流泄洪洞水力特性的影响

通过模型试验,对旋流阻塞复合式泄洪洞的流态与水力特性进行了研究.研究结果表明,在竖井为有压流的条件下,旋流阻塞复合式泄洪洞的流态可分为阻塞完全与阻塞不完全空腔旋流二种基本流态;设置阻塞后,泄洪洞的流量有一定的减小,水平旋流洞段的壁面压强增大、旋流角增大,空腔直径减小,通气量变化规律更为复杂.设置阻塞后,除泄流量有一定的减小而对工程不利外,其它的阻塞效应均对工程有利.因此利用其阻塞效应,可进一步降低结构设计与防护措施,降低工程风险,提高消能率.     

U形渠道直壁槽式量水堰的流量系数和流速系数的探讨与计算

本文通过理论分析,推导了U形渠道直壁槽式量水堰的流量系数和流速系数的理论计算式,讨论了流量系数的变化规律。并在大量试验研究的基础上,得出了上游水头与水深、上游水头与喉道临界水深的线性关系,提出了流量系数和流速系数的实用计算公式。     

齿墩与消力池联合消能机理分析

齿墩与消力池联合消能可用附加射流水跃理论分析 ,用跃后水深、水跃长度或单宽水跃容积减少的百分数 ,估计新增消能设施的经济效益 ,并通过模型试验验证消能的理论分析 ,计算新增设施的消能量、跃后水深、水跃长度或单宽水跃容积减少的百分数。结果表明 ,采用齿墩设施 ,可增进消力池的消能作用 ,并取得显著的经济效益 ,达到附加射流水跃理论所预期的效果     

掺气分流墩墩头动水壁压及空化特性研究

本文通过系列比尺模型研究了中、低佛氏数下掺气分流墩墩头动水壁压及空化特性，得到墩头时均和脉动壁压的分布规律、脉动壁压概率分布及墩头初生空化数等。研究结果表明，墩头脉动壁压概率分布服从正态分布；在墩后充分供气时墩头不产生空蚀及共振破坏。     

用水槽试验研究水库洪水传播特性

采用大型水模高变率变态模型,对非恒定流用模型试验与理论分析相结合的方法,借汉江安康水库洪水资料来研究水库洪水传播特性,对洪水波在水库中的传播时间,入库洪水与回水末端入库洪水的关系,各频率设计洪水的最高库水位,下泄洪水过程,调蓄滞洪历时,洪型对水库防洪的影响等问题得出相应的结论,与可对比资料吻合良好,其成果对安康水库及类似水库的防洪具有实际意义。     

基于消能井井深变化下水力特性的研究

研究了消能井内消能工井深变化对各水力参数的影响。试验在中部进流时,消能井直径D、通气孔直径d、出口高度h、短压力段坡比l固定的情况下,通过改变消能井井深来研究井深对流态、压强、不均匀程度的影响,最后通过对脉动压强和系统消能率的比较分析来研究井深变化时各水力特性规律及消能井井深的合理取值。本次试验采用4种井深的变化,综合多次水头变化来研究井深变化对水力特性的影响。试验结果表明:对于同一堰上水头,相对水垫深度h_j/D_0随井深波动变化,在井深H_0/D_0=1.5时水垫深度达到最大,压强及其波动的不均匀程度也最小,所以本模型拟采用井深H_0/D_0=1.5最为合理。