青龙山灌区青龙河引渠退水闸水力特性数值模拟答辩稿

1 哈尔滨工程大学毕业论文答辩 2 青龙山灌区青龙河引渠退水闸 水力特性数值模拟 答辩人： 课题 名称 哈尔滨工程大学本科生毕业设计 3 课题 背景 青龙山灌区是我国较大的引黑龙江水进行灌溉的工程 青龙河引渠是该灌区的引水干渠，在渠道中修建提水泵站以提高水位，实现黑龙江水反引灌溉的目的 洪水来临时为了保证洪水有效地宣泄，泵站的下游需要创建具有泄洪用的退水闸 哈尔滨工程大学本科生毕业设计 4 设计资料 退水闸周围地形图 哈尔滨工程大学本科生毕业设计 5 600 100570019401640青龙河总干渠八屯滞洪区1204500设计资料 退水闸平面图 哈尔滨工程大学本科生毕业设计 6 1:11:14 8 . 36 0 . 04 6 . 14 7 . 8 01:41:11 0 05 2 . 2 1 （ 校 核 洪 水 位 ）5 3 . 6 9 （ 设 计 退 水 位 ）4 8 . 35 6 . 06 0 . 61 5 0 0 1 6 0 05040 601 3 0 01 0 03 0 01 0 0 1 0 0 509 0 01 0 02 0 0601 0 060601:31:3501 2 0 04 0 0359 0 05 3 . 0设计资料 退水闸立面图 哈尔滨工程大学本科生毕业设计 7 研究内容 绘制闸墩附近水面线 分析退水闸周围流场流态 建立水位流量关系曲线 哈尔滨工程大学本科生毕业设计 8 研究过程 退水闸主体建筑模型的建立 退水闸周围地形的绘制 计算模型区域内的网格划分 提取并分析计算结果得出结论 哈尔滨工程大学本科生毕业设计 9 研究成果 退水闸主体建筑模型 哈尔滨工程大学本科生毕业设计 10 研究成果 退水闸周围地形图 哈尔滨工程大学本科生毕业设计 11 研究成果 计算区域网格的划分 哈尔滨工程大学本科生毕业设计 12 研究成果 闸孔水面线对比484950515253540 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36X 坐标（m ）水位（m）左侧闸孔水面线中间闸孔水面线右侧闸孔水面线哈尔滨工程大学本科生毕业设计 13 研究成果 13 9 5 1 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63x 坐标（m ）水位（m）中间闸孔水面线哈尔滨工程大学本科生毕业设计 14 研究成果 中间闸孔水的体积分数示意图与流线图 由图可以看出，闸墩的附近水体先下降后抬高，水流的流线比较顺，在消力池的上游端，受水面变化和流速的影响，空气出现涡流。 哈尔滨工程大学本科生毕业设计 15 研究成果 中间闸孔速度云图与速度矢量图 由图可以看出，由于过水断面的束窄，水体的流速在闸墩的下游末端（即消力池的上游端）达到最大。此后，在接下来的流动中，由于消力池的消能作用，消耗水流能量从而减小了水流速度。 哈尔滨工程大学本科生毕业设计 16 研究成果 有无消力池的退水闸水面变化和流速的对比 哈尔滨工程大学本科生毕业设计 17 研究成果 退水闸闸底静压力分布云状图 哈尔滨工程大学本科生毕业设计 18 研究成果 退水闸附近流线的分布图 哈尔滨工程大学本科生毕业设计 19 研究成果 退水闸的附近流速变化云状图和速度矢量图 由图可以看出，水体到达闸墩的过程中，水流速度逐渐增大，水流速度在闸墩的下游端达到峰值；之后由于消力池的消能作用，水流速度有所减小。 哈尔滨工程大学本科生毕业设计 20 研究成果 闸墩和消力池总压等值线的分布 哈尔滨工程大学本科生毕业设计 21 研究成果 m ）流量（kg/s）在开始阶段，上游水位较低，流量的增加相对来说比较缓慢； 当上游水位达到一定程度时，即上下游水位差值较大时，流量增长较快一些； 可知，流量与堰上的总水头呈幂函数的关系变化，几何图像 2300 2 与本次实验结果相符。 由 哈尔滨工程大学本科生毕业设计 22 研究成果 上游总水头（ m） 验流量（ kg/s） 544354 698266 915424 1183574 理论流量（ kg/s） 568958 715921 938197 1210271 相对误差 实验数据与理论的对比 2300 2 公式中的堰上总水头的取值偏大，导致实验结果较理论计算结果偏小一些 哈尔滨工程大学本科生毕业设计 23 得出结论 闸墩上游和退水闸下游底板受水流的冲刷较为严重，做好防冲设施 消力池的存在能够有效的损耗水流能量，是一种重要的消能方式 水位与流量关系曲线给出了水位与流量的相关规律，为工程提供参考 哈尔滨工程大学本科生毕业设计 24 三项难点 结构化网格的划分 边界条件的确定 水面高程