窄缝消能工冲击波及水翅特性研究

doi:10.11988/ckyyb.20160972

院报 ›› 2018, Vol. 35 ›› Issue (1): 86-90.DOI: 10.11988/ckyyb.20160972

窄缝消能工冲击波及水翅特性研究

胡晗, 杨伟, 黄国兵, 侯冬梅, 杜兰

水力学研究所,武汉 430010

收稿日期:2016-09-10 出版日期:2018-01-01 发布日期:2018-01-11
作者简介:胡晗(1988-),男,湖北武汉人,工程师,博士,主要从事枢纽与电站水力学方面的研究。E-mail:smith_hu@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(51709014);国家重点研发计划项目(2016YFC0401904);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(CKSF2017055/SL,CKSF2017011/SL)

Characteristics of Shock Waves and Water Wing inSlit-type Energy Dissipators

HU Han,YANG Wei,HUANG Guo-bing,HOU Dong-mei,DU Lan

Hydraulics Department, Yangtze River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, China

Received:2016-09-10 Online:2018-01-01 Published:2018-01-11

摘要/Abstract

摘要： 窄缝消能工(STED)是一种结构简单、消能高效率的消能设施,广泛应用于高水头、大流量及窄河谷条件的水利工程。然而,由收缩段中冲击波造成的水翅作为窄缝消能工的一种特殊水力现象,将给下游岸坡稳定性和建筑安全带来危害,而由水翅造成的危害没有引起足够的重视,因此有必要对冲击波的形成机制及由此造成的水翅的运动特性进行专门研究。通过模型试验深入研究流态,结合理论分析揭示了窄缝消能工冲击波和水翅之间的内在联系。通过加入修正系数的方式将Ippen理论应用于窄缝消能工中,提出了冲击波波角的简化计算公式和水翅影响范围的估算方法。模型试验的结果显示该估算方法能够精确反映水翅的影响范围,计算相对误差在5%以内。

关键词: 窄缝消能工, 水流冲击波, 水翅, 运动特性, 模型试验

Abstract: Slit-type energy dissipator is widely used in hydraulic projects of high water head, large discharge, and narrow river valley due to its simple structure and high efficiency. The water wing caused by shock waves in the contracted section of slit-type energy dissipator may bring about harmful effects, which, however, has not received sufficient attention. In this article, the hydraulic characteristics of slit-type energy dissipator are investigated by means of physical model and theoretical analysis to reveal the internal relation between shock waves and water wings. A correction coefficient is introduced for the application of Ippen’s theory to slit-type energy dissipator. The expression of the coefficient is obtained, and simplified formulas for shock wave angle and water wing scope are theoretically derived, which was verified accurate by experimental data, with the relative error within 5%.

Key words: slit-type energy dissipator, shock wave of flow, water wing, motion characteristics, hydraulic modelling

中图分类号:

TV321

胡晗, 杨伟, 黄国兵, 侯冬梅, 杜兰. 窄缝消能工冲击波及水翅特性研究[J]. 院报, 2018, 35(1): 86-90.

HU Han,YANG Wei,HUANG Guo-bing,HOU Dong-mei,DU Lan. Characteristics of Shock Waves and Water Wing inSlit-type Energy Dissipators[J]. JOURNAL OF YANGTZE RIVER SCIENTIFIC RESEARCH INSTI, 2018, 35(1): 86-90.

[1]	马鹏杰, 魏凯, 康静伟, 芮瑞, 蔡正乾, 夏荣基. 单排微型桩加固缓倾长大裂隙土边坡的力学机制[J]. 院报, 2024, 41(3): 178-185.
[2]	陆岸典, 唐欣薇, 严振瑞, 麦胜文, 姚广亮. 无粘结环锚预应力衬砌张拉工艺足尺模型试验研究[J]. 院报, 2024, 41(3): 142-147.
[3]	易富, 陶晗, 杜常博, 戚旭鹏, 翟巍昆, 徐展. 基于复合模型沙的大比尺尾矿库漫顶溃决模型试验[J]. 院报, 2024, 41(1): 83-89.
[4]	朱杰兵, 吕思清, 汪斌, 祝永锁. 隧道突涌水灾害缩尺物理模型试验研究综述[J]. 院报, 2024, 41(1): 98-106.
[5]	徐礼哲, 袁浩, 何小泷. 非对称河道窄缝挑流轨迹及冲刷规律试验研究[J]. 院报, 2023, 40(9): 93-97.
[6]	曹卫平, 李清源, 陶鹏, 赵敏. 水平偏心荷载作用下斜桩承载特性模型试验[J]. 院报, 2023, 40(9): 118-125.
[7]	闫彭彭. 肯尼亚某迷宫堰溢洪道水力特性[J]. 院报, 2023, 40(8): 92-96.
[8]	谷建永, 张强, 卢晓春, 胡晶, 朱军威. 库水位变动下库岸滑坡变形失稳机制离心模型试验[J]. 院报, 2023, 40(6): 166-172.
[9]	韩启元, 徐桂中, 李明东, 翁佳兴. 间歇式真空预压处理高含水率疏浚泥模型试验[J]. 院报, 2023, 40(4): 113-118.
[10]	方焘, 梁连, 颜建伟. 不同埋深下盾构隧道施工引起的地层变形试验[J]. 院报, 2023, 40(3): 85-92.
[11]	陈紫强, 邓岳保, 孙嘉烽, 邵飞瑜, 张日红. 抽排水时间对静钻根植排水桩承载特性的影响[J]. 院报, 2023, 40(3): 112-116.
[12]	马佳佳, 周仁练, 杨孟, 苏怀智. 土坝渗漏非接触式红外热像探测方法试验研究[J]. 院报, 2023, 40(3): 131-137.
[13]	张鑫, 罗崎峰, 涂国祥, 唐豪. 间歇性降雨作用下含碎石夹层堆积体水气运移规律[J]. 院报, 2023, 40(10): 123-130.
[14]	李少伟, 张文传, 王均星, 周招. 梯形凹角台阶式溢洪道水力特性[J]. 院报, 2022, 39(6): 56-63.
[15]	杨庆华, 王子聪, 杨乾, 张宇倩. 裸露穿河管道在压重块保护下的冲刷特性[J]. 院报, 2022, 39(4): 99-105.

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Characteristics of Shock Waves and Water Wing inSlit-type Energy Dissipators

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