尾坎位置對坎式階梯溢洪道水力特性影響研究

賈洪濤

摘要：坎式階梯溢洪道具有較高的摻氣效率，然而目前為止對其詳細流場結構以及消能特性開展的研究尚不多見。為此結合VOF法，采用標準k-ε紊流模型對帶尾坎的階梯溢洪道進行了三維數值模擬，研究了不同尾坎位置對其水力特性的影響。結果表明：隨著尾坎向上游移動，水面線和尾坎下游側的旋渦大小均無明顯變化，但尾坎上游側的旋渦尺度逐漸減小;對于不同體型，同一臺階凸角上流速呈先增加后不變的規律，而對于同一體型，下游臺階凸角上流速大于上游的;臺階水平面上最大壓強先增加后不變，臺階豎直面上最小壓強逐漸減小，而尾坎下游側豎直面上最小壓強則呈增加的趨勢;臺階面上最大紊動能耗散率逐漸增加，而尾坎上的則相反，總的消能率變化甚微。

關 鍵 詞：坎式階梯溢洪道; 數值模擬; 流速分布; 壓力場; 消能效果