长江科学院院报
長江科學院院報
장강과학원원보
JOURNAL OF YANGTZE RIVER SCIENTIFIC RESEARCH INSTITUTE
2013年
10期
11-16,20
,共7页
淹没式取水工程%三维数学模型%流速垂线分布规律变异
淹沒式取水工程%三維數學模型%流速垂線分佈規律變異
엄몰식취수공정%삼유수학모형%류속수선분포규률변이
submerged water intake%3-D numerical model%variation of vertical distribution of velocity
采用三维水流模型,模拟了淹没式取水工程(单侧引水箱、蘑菇头)附近三维空间内的水流运动.计算发现,取水工程处表层水体中水平流速增量与取水吸水方向可相同,也可相反.结合模拟结果和明渠水流基本理论,探讨了取水口附近水流变化现象的形成机理.理论分析表明,黏性(垂向扩散)、动水压力作用是产生上述现象的决定因子,它们对表层水流变化的驱动方向相反,其综合作用效果随着取水工程之上水深h'的不同而不同.对于单侧引水箱,当h'较小时,黏性扩散作用占主导,取水层与表层水流流速增量方向一致；当h'较大时,动水压力作用占主导,取水层与表层水流流速增量方向相反.较之单侧引水箱,蘑菇头从水平各个方向均吸水,导致了在蘑菇头正上、正下方水域形成2个压力集中区.环绕着这2个区域边缘,靠近取水口的水层由于黏性扩散向中心运动,远离取水口的水层(底层、表层)被向外压出.
採用三維水流模型,模擬瞭淹沒式取水工程(單側引水箱、蘑菇頭)附近三維空間內的水流運動.計算髮現,取水工程處錶層水體中水平流速增量與取水吸水方嚮可相同,也可相反.結閤模擬結果和明渠水流基本理論,探討瞭取水口附近水流變化現象的形成機理.理論分析錶明,黏性(垂嚮擴散)、動水壓力作用是產生上述現象的決定因子,它們對錶層水流變化的驅動方嚮相反,其綜閤作用效果隨著取水工程之上水深h'的不同而不同.對于單側引水箱,噹h'較小時,黏性擴散作用佔主導,取水層與錶層水流流速增量方嚮一緻；噹h'較大時,動水壓力作用佔主導,取水層與錶層水流流速增量方嚮相反.較之單側引水箱,蘑菇頭從水平各箇方嚮均吸水,導緻瞭在蘑菇頭正上、正下方水域形成2箇壓力集中區.環繞著這2箇區域邊緣,靠近取水口的水層由于黏性擴散嚮中心運動,遠離取水口的水層(底層、錶層)被嚮外壓齣.
채용삼유수류모형,모의료엄몰식취수공정(단측인수상、마고두)부근삼유공간내적수류운동.계산발현,취수공정처표층수체중수평류속증량여취수흡수방향가상동,야가상반.결합모의결과화명거수류기본이론,탐토료취수구부근수류변화현상적형성궤리.이론분석표명,점성(수향확산)、동수압력작용시산생상술현상적결정인자,타문대표층수류변화적구동방향상반,기종합작용효과수착취수공정지상수심h'적불동이불동.대우단측인수상,당h'교소시,점성확산작용점주도,취수층여표층수류류속증량방향일치；당h'교대시,동수압력작용점주도,취수층여표층수류류속증량방향상반.교지단측인수상,마고두종수평각개방향균흡수,도치료재마고두정상、정하방수역형성2개압력집중구.배요착저2개구역변연,고근취수구적수층유우점성확산향중심운동,원리취수구적수층(저층、표층)피향외압출.
