高流速、缓底坡泄洪隧洞掺气槽掺气保护长度的研究结题报告

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1、项目编号1210486042武汉大学国家大学生创新创业训练项目结题报告高流速、缓底坡泄洪隧洞掺气槽掺气保护长度的研究院（系）名称：水利水电学院专业名称：农业水利工程学生姓名：张靖文李星黑灿汤志立夏春晨指导教师：王均星教授二○一三年九月FINALREPORTOFPLANNINGPROJECTOFINNOVATIONANDENTREPRENEURSHIPTRAININGOFNATIONALUNDERGRADUATEOFWUHANUNIVERSITYHighvelocity、slowbottomslopeflooddischargetunnelai

2、rentrainedtankairentrainedprotectionlengthresearchCollege：WuhanUniversitySubject：AgricultureWaterConservancyEngeeringName：ZhangJingwenLiXingHeiCanTangZhiliXiaChunchenDirector：WangJunxingProfessorSeptember2013郑重声明本人呈交的结题报告，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用

3、的内容外，本报告的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本报告所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本报告的知识产权归属于培养单位。本人签名：日期：摘要高流速泄水建筑物（如泄洪隧洞）的某些部位，建筑物表面常常会发生空蚀破坏，工程实践证明通过掺气槽向水流中进行人工掺气是减少空蚀危害的有效措施[1]。掺气槽掺气保护长度的影响因素较多，有关掺气设施的各项水力指标的设计和计算多依赖于经验和定性的研究。目前国内对掺气槽掺气保护长度的研究主要采用模型试验和数值模拟等手段。本项目针对高流速、缓底坡泄洪隧洞的特点，依托1:50

4、的四川大渡河长河坝泄洪隧洞水工试验模型，采取水工模型试验与数值模拟相结合的研究方法。水工模型试验时采取将掺气浓度仪和图像处理技术相结合的方法来研究相关结论。通过两种方法的综合应用与比较，探究出水流掺气后气泡的运动规律，研究出适用于缓底坡泄洪隧洞的掺气槽掺气保护长度的相关结论。其中图像处理技术具体操作为：利用传统掺气浓度仪测量水流中气泡浓度同时用照相机拍摄相应位置水流掺气后的照片，运用Matlab、Photoshop等软件处理照片，统计得出照片某处灰度与相应位置水流中气泡浓度的对应关系，进而得出不同流速区域掺气槽掺气后气泡的消散规律[2]。本项

5、目创新性地采用图像处理技术，将其他行业广泛应用的技术运用于掺气槽掺气保护长度的研究，有利于减少试验误差，降低研究成本，增大观测范围，同时为水电行业相关课题研究提供新的思路和方向。关键词：掺气减蚀；图像处理；气泡消散规律；掺气保护长度VIABSTRACTSomepartsofthehighvelocitydischargestructures(suchasspillwaytunnel),thesurfacesofbuildingsoftenoccurcavitationdamage,manualaeratedflowisproveneffect

6、ivemeasurestoreducecavitationerosionhazardsbyengineeringpractice.Theimpactfactorsofaerationprotectionlengthofaerationtankiscomplex,aeratorhydraulicindicatorsandmoredependentontheexperienceoftherelationshipandqualitativeresearch,thecomplexityoftheflowrateoftheflowpatternexpe

7、rimentbroughtconsiderableerror.Theaerationprotectionlengthofaerationtankmainmeansofmodeltestsandnumericalsimulationindomestic,digitalimageprocessingandotherapplicationsofemergingtechnologiesintheareaisrare.Thisprojectforhighflowrates,mildslopecharacteristicsbasedontheSichua

8、ntheDaduChanghebaspillwaytunnelhydraulictestmodel,totakeacombinationofresearchmeth