浅析水电站进水口水力特性数值模拟研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com水利水电技术第41卷2010年第1期水电站进水口水力特性数值模拟研究李妍，高学平，徐茂杰，董绍尧，张宗亮，刘兴宁(1．天津大学建筑工程学院，天津300072；2．中国水电顾问集团公司昆明勘测设计研究院，云南昆明650051)摘要：结合二滩水电站、小湾水电站、洪家渡水电站和天生桥一级水电站，采用k一紊流模型对其进水口水力特性进行了三维数值模拟，对进水口水头损失、流速分布及流态等方面进行了总结。数值模拟结果得到了模型试验结果的验证。关键词：水电站进水1：7；数值模拟；k一紊流模型；水头

2、损失；流速分布；流态中图分类号：TV131．4文献标识码：A文章编号：1000—0860(2010)01-0029—04StudyonnumericalsimulationofhydrauliccharacteristicsofintakeforhydropowerstationLIYan，GAOXue—ping，XUMao-jie，DONGShao-yao，ZHANGZong—liang，LIUXing．ning(1．SchoolofCivilEngineering，TianjinUniversity，Tianji

3、n300072，China；2．KunmingHydroelectricInvestigationandDesignInstitute，ChinaHydropowerEngineeringConsultingGroupCo．，Kunming650051，Yunnan，China)Abstract：CombinedwithErtanHydropowerStation，XiaowanHydropowerStation，Hon~iaduHydmpowerStationandTiansh·engqiaoHydropowerS

4、tationI，a3Dnumericalsimulationismadeonthehydrauliccharacteristicsofintakeforhydropowerstationwithk—turbulentmodel；fromwhichtheheadloss，velocitydistribution，flowpattern，etc．aresummarized．Thenumericalre—suhsarevalidatedbythephysicalmodelexperimentconcerned．Keywor

5、ds：intakeofhydropowerstation；numericalsimulation；一8turbulentmodel；headloss；velocitydistribution；flowpattern1引言2控制方程及边界条件进水口是水电站引水系统的重要组成部分。保证2．1控制方程·进水口水流顺畅、进流匀称及流态平稳，并尽量减小(1)连续性方程水头损失，是水电站进水口设计的主要目的¨。OUi1V一：0(1)、一，二滩水电站、小湾水电站、洪家渡水电站和天生桥一级水电站均为我国已建和在建的大型水电站，其(2

6、)动量方程进水口的设计具有一定的代表性。从进水口铅直剖面+=一蓑+最(aUi一一uiuj)+1c2，来看，二滩水电站和小湾水电站体型相似，如图1(3)k方程(a)所示；洪家渡水电站如图1(b)所示；天生桥一级水电站如图1(c)所示。从进水口横剖面来看，二maOk=a+袁+)‘蓑1+G一(3滩水电站如图2(a)所示；小湾水电站、洪家渡水电站和天生桥一级水电站体型相似，如图2(b)所示。本文采用一紊流模型对上述水电站进水口水收稿日期：2009．06—04力特性进行研究，对进水口的水头损失、流速分布及基金项目：云南省科技计

7、划项目(2006GG19)。流态等方面进行总结。作者简介：李妍(1984一)，女，博士研究生。WaterResourcesandHydropowerEngineeringVo1．41No．1学兔兔www.xuetutu.com李妍，等∥水电站进水口水力特性数值模拟研究一t检修门槽工作栅栅槽＼事故闸门槽，检修横栅槽。。＼—．。，．渐变段．遒，’●———～==!(a)二滩和小湾水电站体型(b)洪家渡水电站体型(c)天生桥一级水电站体型图1进水口铅直剖面簧鳆鳆1一]鳆一]厂，进口轴线进口轴线2．3边界条件库区鳆l双簧取库内

8、进口上游400m断面为进流边界，压强按]静水压强分布给出；引水主管渐变段下游l5倍管径(糯扎渡水电站，D=9．2m；小湾水电站，D=9m；洪家渡水电站，D：7．8m；天生桥一级水电站，D=9．6rfl；二滩水电站，D=9m)断面处为出流边界，流速按引水主管平均流速给出；固壁边界采用无滑移条件。疑为流速取值位置鳆为流速取值位置3计算结果及分析(a