尾坎位置对坎式阶梯溢洪道水力特性影响研究

贾洪涛

摘要：坎式阶梯溢洪道具有较高的掺气效率，然而目前为止对其详细流场结构以及消能特性開展的研究尚不多见。为此结合VOF法，采用标准k-ε紊流模型对带尾坎的阶梯溢洪道进行了三维数值模拟，研究了不同尾坎位置对其水力特性的影响。结果表明：随着尾坎向上游移动，水面线和尾坎下游侧的旋涡大小均无明显变化，但尾坎上游侧的旋涡尺度逐渐减小;对于不同体型，同一台阶凸角上流速呈先增加后不变的规律，而对于同一体型，下游台阶凸角上流速大于上游的;台阶水平面上最大压强先增加后不变，台阶竖直面上最小压强逐渐减小，而尾坎下游侧竖直面上最小压强则呈增加的趋势;台阶面上最大紊动能耗散率逐渐增加，而尾坎上的则相反，总的消能率变化甚微。

关 键 词：坎式阶梯溢洪道; 数值模拟; 流速分布; 压力场; 消能效果