超高水头船闸明沟消能工型式及消能效果模型试验研究与三维数值模拟

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1、分类号TV135.4　　　　单位代码10618密级学号硕士学位论文论文题目：超高水头船闸明沟消能工型式及消能效果模型试验研究与三维数值模拟ThePhysicalModelExperimentaland3-DNumericalSimulationStudyonthePatternofEnergyandEnergyAbosrbingofOpenDitchofSuerhighHydraulicHeadLock研究生姓名：xxx导师姓名、职称：xxxxxxxxxxxxxxxx申请学位级别：工学专业名称：水力学及河流动力学论文答辩日期：年月日学位授予单位

2、：　重庆交通大学答辩委员会主席：评阅人：重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日重庆交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校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，允许论文被查阅和借阅。本

3、人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要摘要目前，船闸正逐步向高水头及超高水头船闸趋势发展。本研究依托交通部科技项目《西部超高水头船闸消能工型式及消能效果对比研究》及水利水运工程重庆市重点实验室开放基金的资助。在对超高水头船闸明沟消能与盖板消能消能效果对比研究的基础上，得出在相同试验条件下明沟消能优于盖板消能，继续对明沟消能进行进一步研究，深入探讨超高水头船闸单、双明沟消能工型式、消能效果及分析其消能机

4、理。通过对物理模型实验和三维数模计算成果进行分析研究，得到如下结论：1、根据试验要求，船闸局部模型按重力相似准则设计，选择模型比尺1：20，是符合试验要求的，是可行的。2、闸室流态和流速：横断面上，双明沟型式水流上升一段距离后（距闸室底部4m），流场分布已较为均匀，单明沟型式水流上升过程中流场稍微紊乱；纵断面上，双明沟型式在水流出流口处的第二道明沟处流速较大，单明沟型式从孔口至边墙处流速均较大。3、闸室水面波动：在系列试验中，各波动特征值变化并不是很明显，其原因单、双明沟消能效果均良好，闸室水面平稳。4、消能机理：双明沟型式和单明沟型式消能的相

5、同点是：孔口的突扩生成大量的旋涡以及水流的相互剧烈掺混；不相同点是，水流上升高度大于0.85m时，双明沟型式中水流不再可以透过第一道明沟，从而形成双明沟消能，水流主要在第一道明沟处消能。而单明沟型式水流仍主要在出流挡板末端消能。5、通过综合研究表明：在相同试验条件下，双明沟型式消能要优于单明沟型式的消能。6、通过比较物理模型试验结果与相应的数学模型计算结果得到的水力参数，二者吻合良好：物模试验结果与数模计算结果进行互相验证、相宜补充，研究成果可信，为进一步研究闸室的水动力特性及消能特性提供有力的科学依据。关键词：超高水头船闸；明沟消能；模型试验

6、；三维数值模拟VAbstractAbstractWiththedevelopmentofhydro-electricprojectsinthepastfewyears,thehighdamwithmorethan30meterswaterlevelcomesoutcontinuouslyandhigherrequirementsforthedesignofnavigationstructureshasbeenputforward.Itiswellknownthatthecanalizationlockisoneofthemostimportan

7、tnavigationstructures.Theincreasingwaterlevelnotonlyaffectstheworkconditionofthevalvebutalsoenhancetheflowturbulenceinthevalvetomeetdesignedtrafficcapacity.Anditisdifficultfortheshipstoberth.Thethesisisbasedontheresearchprojectwhichisnamed“thestudyonthepatternofenergydissipa

8、terandenergyabsorbingcapacityofsuperelevaterdhydraulicheadlockintheWesternC