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低弗勞德數消力池墩-柵聯合消能工研究

作者：牧振偉//張紅紅//李娟//姚莉//高尚等|責編:劉紫娟
出版社：武漢理工
ISBN：9787562979289

出版日期：2026/06/01
裝幀：平裝
頁數：187

人民幣：RMB 88 元售價：元

內容大鋼

低弗勞德數消力池內水躍穩定性差、消能率低，易導致池后水流脈動增強、流態紊亂及下游河床沖刷等問題，是水利工程泄洪消能建築物設計與運行中亟待解決的關鍵技術難題。圍繞低弗勞德數消力池消能穩流能力不足的問題，本書提出了多種新型墩-柵聯合消能工形式，包括趾墩-懸柵聯合消能工、梯形墩-懸柵聯合消能工、趾墩-弧形墩聯合消能工、趾墩-V形墩聯合消能工等。
本書以低弗勞德數消力池內新型聯合消能工為研究對象，綜合運用水動力學理論分析、物理模型試驗和數值模擬計算等研究方法，系統研究了不同聯合消能工形式下消力池內水躍形態、流速分佈、壓力特性及消能率等水力特徵，揭示了墩體擾流、柵條剪切、局部紊動增強及水流結構重組等消能穩流機理。在此基礎上，進一步分析了聯合消能工幾何參數、空間布置及組合方式對消能效果的影響規律，提出了不同類型聯合消能工的優化布置方案。

作者介紹

牧振偉//張紅紅//李娟//姚莉//高尚等|責編:劉紫娟

1  緒論
  1.1  研究背景及意義
  1.2  國內外研究現狀及發展動態分析
    1.2.1  傳統底流消能輔助消能工
    1.2.2  聯合輔助消能工
  1.3  低弗勞德數消力池水流的基本特性
  1.4  墩-柵、墩-墩聯合消能工的提出與研究進展
    1.4.1  趾墩-懸柵
    1.4.2  梯形墩-懸柵
    1.4.3  趾墩-消力墩
  1.5  本章小結
2  研究方法與手段
  2.1  模型試驗設計
    2.1.1  試驗裝置
    2.1.2  模型方案設計
    2.1.3  測點布置
  2.2  數值模擬計算
    2.2.1  建立模型
    2.2.2  網格劃分
    2.2.3  數值模擬方法
    2.2.4  紊流控制方程
    2.2.5  自由表面處理
    2.2.6  邊界條件
  2.3  數值模擬驗證
  2.4  本章小結
3  聯合消能工水力特性研究
  3.1  趾墩-懸柵水力特性研究
    3.1.1  趾墩-懸柵試驗工況
    3.1.2  水流流態及水麵線
    3.1.3  流速分佈
    3.1.4  沿程床面動壓強分佈
  3.2  梯形墩-懸柵水力特性研究
    3.2.1  梯形墩-懸柵試驗工況
    3.2.2  水流流態及水麵線分佈
    3.2.3  流速分佈
    3.2.4  沿程床面動壓強分佈
  3.3  趾墩-弧形墩水力特性研究
    3.3.1  墩型優選試驗
    3.3.2  趾墩-梯形墩試驗工況
    3.3.3  水流流態及水麵線分佈
    3.3.4  流速分佈
  3.4  趾墩-V形墩水力特性研究
    3.4.1  墩型優選試驗
    3.4.2  趾墩-V形墩試驗工況
    3.4.3  水流流態及水麵線分佈
    3.4.4  流速分佈
  3.5  本章小結
4  聯合消能工消能穩流機理研究
  4.1  趾墩-懸柵消力池
    4.1.1  紊動能分佈

    4.1.2  渦量分佈
    4.1.3  消能率
    4.1.4  消能機理
  4.2  梯形墩-懸柵消力池
    4.2.1  紊動能分佈
    4.2.2  渦量分佈
    4.2.3  消能率
    4.2.4  消能機理
  4.3  趾墩-弧形墩消力池
    4.3.1  紊動能分佈
    4.3.2  渦量分佈
    4.3.3  消能機理
  4.4  趾墩-V形墩消力池
    4.4.1  紊動能分佈
    4.4.2  渦量分佈
    4.4.3  消能機理
  4.5  本章小結
5  趾墩-懸柵聯合消能工布置形式優化研究
  5.1  趾墩布置形式優化
    5.1.1  方案設計
    5.1.2  趾墩墩高比優化
    5.1.3  趾墩收縮比優化
  5.2  懸柵布置形式優化
    5.2.1  方案設計
    5.2.2  懸柵相對布置高度優化
    5.2.3  懸柵間隙比優化
    5.2.4  懸柵層距優化
    5.2.5  懸柵穩定性研究及優化
  5.3  本章小結
6  梯形墩-懸柵聯合消能工布置形式優化研究
  6.1  梯形墩布置形式優化
    6.1.1  方案設計
    6.1.2  梯形墩墩高比優化
    6.1.3  梯形墩收縮比優化
    6.1.4  梯形墩布置相對位置優化
    6.1.5  梯形墩布置形式優化
    6.1.6  梯形墩排間距比優化
  6.2  懸柵布置形式優化
    6.2.1  方案設計
    6.2.2  懸柵布置高度比優化
    6.2.3  懸柵布置間距比優化
    6.2.4  懸柵布置區間比優化
  6.3  本章小結
7  趾墩-弧形墩聯合消能工布置形式優化研究
  7.1  方案設計
  7.2  弧形墩相對布置位置優化
    7.2.1  流態分析
    7.2.2  流速分析
    7.2.3  躍長及消能率分析
  7.3  弧形墩收縮比優化

    7.3.1  流速矢量分析
    7.3.2  壓強分析
  7.4  弧形墩排間距優化
  7.5  氣蝕驗證
  7.6  本章小結
8  趾墩-V形墩聯合消能工布置形式優化研究
  8.1  方案設計
  8.2  正交試驗結果分析
  8.3  趾墩-V形墩聯合消能工最優參數組合分析
    8.3.1  流態、躍長及消能率分析
    8.3.2  壓強分析
  8.4  流線分佈
  8.5  氣蝕驗證
  8.6  本章小結
9  結論與展望
  9.1  結論
  9.2  展望
參考文獻

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