窄缝消能工急流冲击波与水翅特性试验研究

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1、分类号密级UDC编号硕士学位论文窄缝消能工急流冲击波与水翅特性试验研究学位申请人姓名:吴比申请学位学科专业:水力学及河流动力学指导教师姓名:黄国兵教高2015年6月硕士学位论文窄缝消能工急流冲击波与水翅特性试验研究论文作者：吴比指导教师：黄国兵教高学科专业：水力学及河流动力学研究方向：水工水力学培养单位：长江科学院二零一五年六月Experimentalstudyonthecharacteristicoftheshockwaveandwaterwinginslittypeenergydissipator

2、AThesisSubcmittedinPartialFulfillcmentoftheRequirecmentFortheMasterDegreeofEngineeringByWubiChangjiangRiverScientificResearchInstituteSupervisor:HuangGuobingAcadecmicTitle:ProfessorandEngineeringJune2015学位论文原创性声明和使用授权说明原剞性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进

3、行研宄工作所取得的研究成果。除文中己经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研宄成果。对本文的研宄做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期年/月/日学位於文版权使用梭权书学位论文作者完全了解长江科学院(以下简称长科院)有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于长科院。长科院有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅；长科院可以公布学位论文的全部或部分

4、内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。作者签名：导师签名：_曰期yj年//月/曰曰期年g月Z曰本人己经认真阅读“CALIS高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本人的学位论文提交“CALIS高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可程”中的规定享受相关权益。同意论文提交后滞后：□半年；□一年；1年发布。作者签名:曰少/I摘要收缩式窄缝消能工广泛适用于高水头、窄河谷、大流量的水电工程实践中，其理论和技术已日臻完善，消能机理和体型设计已有较多研究成果。但部分采用窄缝消能设施的边孔泄

5、槽泄洪时产生了水翅横向扩散、冲击岸坡现象，对下游岸坡的稳定以及岸两侧水工建筑物安全造成威胁。初步研究表明，急流冲击波的形成发展与水翅扩散特性密切相关。由于以往对窄缝水翅的危害认识不深，相关研究成果鲜见报道。本文拟以冲击波和窄缝水翅为研究重点，采用水工模型试验方法，研究窄缝体型和来流特征参数对水流冲击波及水翅特性的影响，揭示窄缝水翅的形成机理和运动规律，建立与窄缝体型、来流条件相关联的水流冲击波与水翅扩散特性关系，为采用窄缝消能设施的近岸泄槽防灾避险设计提供理论依据和技术支撑。主要研究成果如下：（1）通

6、过对比各工况试验，进一步丰富了窄缝消能工水力特性的研究成果，得出了水力参数（来流弗汝德数Fr）、体型参数（窄缝收缩比β和窄缝挑坎挑角θ）和窄缝收缩段水面线、边墙及底板压力、水舌挑距的相关规律。（2）通过实测数据整理分析，给出了水力参数、体型参数和急流冲击波交汇点距离及水深的关系，并优化了急流冲击波波角计算式，使计算值与实测值的误差绝对值降低到5%以内。（3）本试验首次测量了不同工况下窄缝水翅产生的侧边雨量分布，并绘制了雨量等值线图及三维图，建立了急流冲击波与雨量分布的内在关系，给出了窄缝收缩段内急流冲

7、击波交汇点位置和水流紊动对雨量分布的影响程度。关键词：窄缝消能工；水流冲击波；水翅；模型试验IAbstractThetheoryandtechniqueofslittypeenergydissipaterarewidelyusedfortheenergydissipationinhydropowerstations,especiallyinthosewithhighwaterhead,narrowvalleyandlargeunit-widthdischarge.Peoplehavedonemuchw

8、orkontheenergydissipationmechanismandbodydesignofthisenergydissipater.Recently,itisfoundthatthesecondarywater-wingproducedinsomespillwaywithslit-typedissipatermaydiffuselaterallyandstrikethebankslope,whichwillendangerthestability