溢洪道弯段糙条消能工消能机理和布置优化研究

摘要

为明确弯道内糙条消能工的系统性消能机理和优化布置型式，采用模型试验结合数值模拟从21种模拟工况组合中选择弯道水流消能率、涡量特性、均方值脉动能较高的工况，分析流速分布、消能方式和能量转化等关键指标。结果表明，在21种工况中，试验流量为15.00 L/s时，糙条消能率为42.85%～49.50%；新型梯形截面的糙条可使弯道涡量值增加，加剧弯道水流的紊动程度，使均方值脉动能在弯道前端及中部波动较大，更有利于能量耗散，在提升流速分布均匀程度的同时，降低弯道流速；糙条布置型式（Q=15.00 L/s、h₁～h₂=1.50～0.75 cm、?L=17.00 cm、θ=40°）的消能率、涡量特性、均方值脉动能在21种工况中均最高；弯道糙条消能存在主流区漩涡消能区、周围水体交界区漩涡消能区、主流区两侧漩涡消能区3个区域，各区域之间相互剪切，完成了动能、势能、紊动能、热能等多级能量转化过程。

关键词

弯道水流 / 糙条 / 消能机理 / 能量转化 / 型式优化