旋流排螺三维水力特性研究

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1、分类号密级UDC编号硕士学位论文旋流排螺三维水力特性研究学位申请人姓名:王俊洲请学位学科专业:水力学及河流动力学指导教师姓名:范北林教高二零一五年五月硕士学位论文旋流排螺三维水力特性研究论文作者：王俊洲指导教师：范北林教高学科专业：水力学及河流动力学研究方向：水利血防培养单位名称：长江科学院2015年5月Astudyonthree-dimensionalhydrauliccharacteristicsofvortexbasinforoncemelaniaAThesisSubmittedinPartialFulfillmentof

2、theRequirementFortheMasterDegreeofEngineeringByWangJunzhouChangjiangRiverScientificResearchInstituteSupervisor:FanBeilinAcademicTitle:ProfessorofengineeringMay,2015学位论文原创性声明和使用授权说明原创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，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已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

3、究成果。对本文的研究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：2015年6月8日学位论文版权使用授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：日期：2015年6月8日日期：2015年6

4、月8日本人已经认真阅读“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,并可按“章程”中的规定享受相关权益。同意论文提交后滞后：□半年；□一年；二年发布。作者签名：导师签名：日期：2015年6月8日日期：2015年6月8日摘要随水流扩散是钉螺扩散的主要方式，而涵闸和渠道是钉螺扩散的主要途径，控制涵闸渠道钉螺扩散是水利血防工作的重点之一。传统阻螺措施在控制钉螺扩散方面发挥了巨大作用，但易受多种条件的制约，工程的效益难以得到充分发挥。旋流排螺借鉴了具有占地小、排沙

5、率高等优点的漏斗排沙技术，用于控制涵闸和渠道钉螺扩散，因此研究旋流排螺水力特性具有重要的理论意义和工程价值。本文采用理论分析、模型试验和数值模拟的方法，对不同流量条件下旋流排螺装置的流场结构进行了研究，并以此为基础对旋流排螺的旋涡特性、改进措施进行了探讨，具体的研究内容和主要结论如下。（1）回顾排沙漏斗及漩涡运动流速理论公式的研究现状，分析其推导过程及运用的范围。旋流排螺装置底孔流量很小，难以形成吸气漩涡，在进口水流的推动下装置的旋流运动主要表现形式为强迫涡运动。通过旋流角动量守恒推导出排螺装置的旋流角速度经验公式，确定了进口流

6、量、装置尺寸参数与漩流角速度ω之间的关系。（2）通过模型试验，研究了不同流量条件下旋流排螺装置流速分布和排螺效率的变化。试验结果表明旋流排螺装置的水流结构是与模型的边界条件如隔板位置、进口与出口条件等因素相关，隔板对水流的束缚会导致在隔板边缘水流大量上涌；进口流量的增加会导致流速增加、流速最大值位置下移；溢流口会引起附近区域水流向外向上溢出。（3）在模型试验的基础上，采用完全抛弃了基于各向同性涡粘性的Boussinesq假设的雷诺应力模型（RSM）对旋流排螺装置内的清水流场进行三维数值模拟，研究了装置流速分布特点及横断面二次流场

7、特性。结果表明，流量的增加对旋流装置水流流向的改变较小，而对流速大小的增加影响较大；隔板的存在，显著抑制了边壁水流向上运动，同时装置底部存在着较强向装置中心运动的底流。（4）通过对旋流排螺装置流场结构的全面分析研究，发现了隔板对于抑制钉螺溢出的重要意义，并提出了相应的装置优化措施。关键词：旋流排螺，模型试验，流速分布，排螺效率，数值模拟AbstractWaterdiffusionisthemainwayofoncemelaniadiffusion,andculvertandchannelisthemainwaytooncemel

8、aniadiffusioncontrol,channelculvertoncemelaniadiffusionisoneofthekeywaterconservancywork.Thetraditionalresistancescrewmeasuresplaya