大型水电站分层取水叠梁门的脉动压力特性

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1、第44卷第1期天津大学学报Vol.44No.12011年1月JournalofTianjinUniversityJan.2011▋大型水电站分层取水叠梁门的脉动压力特性宋慧芳，高学平，张磊(天津大学建筑工程学院，天津300072)摘要：为减少下泄低温水对下游生态环境的影响，某水电站进水口拟采取叠梁门分层取水方式．由于过流方式不同，叠梁门与普通平板闸门在荷载特性上存在明显差别．通过模型试验对进水口叠梁门的脉动压力进行测量，结合数值模拟结果，分析了叠梁门上脉动压力的分布规律及荷载特性．结果表明：在所有工况下，作用在叠梁门不同部位的脉动

2、压力特性不同，但均在叠梁门下游侧底部出现了较大的脉动压力；叠梁门下游侧底部大漩涡产生的脉动压力是诱发叠梁门流激振动的主要激振力．提出了一种针对叠梁门顶部过流计算激振力的简易方法，可供工程设计参考使用．关键词：分层取水；叠梁门；脉动压力；模型试验；数值模拟中图分类号：TV131.6文献标志码：A文章编号：0493-2137(2011)01-0057-07FluctuatingPressuresCharacteristicsofStoplogsGateofMulti-LevelIntakeforLargeHydroelectricSt

3、ationSONGHui-fang，GAOXue-ping，ZHANGLei(SchoolofCivilEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Multi-levelintakestructureisappliedbyinstallingstoplogsgateinacertainhydroelectricstationtoreducetheeffectofreleasedcoldwaterondownstreamlivingcreaturesespec

4、iallyfish.Becauseofthedifferentflowpatterns，theloadcharacteristicsofstoplogsgatearesignificantlydifferentfromthoseoftheordinaryplategate.Throughhydraulicmodeltests，thefluctuatingpressuresonthestoplogsgateweremeasured，anddistributionlawandcharacteristicsofthefluctuatin

5、gpressureswereanalyzedwiththeresultsofnumericalsimulation.Theresultsshowthatthefluctuatingpressurescharacteristicsvarywiththepositiononthestoplogsgateandlargerfluctuatingpressureappearsonthebottomofthegatenearthelowersideunderallconditions.Themainexcitedpowertoinducef

6、low-inducedvibrationsofgateisthefluctuatingpressureonthegateinthebottomeddyareanearthelowerside.Asimplewaytocomputetheexcitedpowerwasproposedforreferenceinengineeringdesign.Keywords：multi-levelintake；stoplogsgate；fluctuatingpressure；modeltest；numericalsimulation近年来，随着

7、对环保的重视，考虑到水体温度在过流方式有明显不同，水流从叠梁门顶流过而不是从大型水库中具有明显的沿深度成层型分布的特点，从闸门底部流过，因此其流激振动也与通常的平板闸门不同库区水深度处放出的水，其水温显著不同，从而有所区别，目前对平板闸门流激振动的研究多是针对[1-5]影响到下游的生态环境和用水效果．水电站分层取平板闸门闸下泄流引起的振动，而对叠梁门上过水方式正逐渐被采用，这种进水口结构设置多层叠梁流引起的流激振动研究成果甚少．闸门在水流中的振门，以便根据不同水位在不同季节通过调节叠梁门的动是闸门结构与水流相互作用、相互影响的过程

8、，目[6]高度以达到引用水库表层水体的目的．前对于水流诱发振动分析而言，主要有两种方法：分层取水叠梁门的过流方式与通常的平板闸门一种是重力-弹性相似的水弹性模型试验，直接在模收稿日期：2009-10-20；修回日期：2009-12-18.基金项目：