摘要
某水库采用竖井旋流隧洞泄洪,其最大特点是小流量大流速,与传统设计不同,竖井整体形似头大身小的"漏斗",可能出现壅水、呛水等现象.为了避免不利现象,采用三维整体数值模拟,Realizable k-ε和大涡模拟两种紊流模型、VOF追踪自由表面,分析其水力特性.结果表明:旋流竖井流态、空腔稳定;水垫塘底最大压强24.00 m,沿程未出现负压;竖井内最大流速约21.01 m/s,水流空化数0.46,未出现空蚀空化问题;总消能率为86.51％,消能效果良好.水垫塘底板各测点优势频率为0～4 Hz,集中于低频范围,不会引起竖井建筑物的共振危害.研究结果为竖井结构的可行性与隧洞安全运营提供参考.
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