第1章 台阶式溢洪道水力特性的研究现状和问题

1.1台阶式溢洪道的研究现状

1.2台阶式溢洪道研究的主要问题

参考文献

第2章 台阶式溢洪道水力特性的试验研究

2.1台阶式溢洪道的水流流态

2.2台阶式溢洪道的试验模型

2.3台阶式溢洪道水面线和掺气分布规律的研究

2.3.1台阶式溢洪道非掺气水流水面线的研究现状

2.3.2台阶式溢洪道非掺气水流水面线新的计算方法

2.3.3台阶式溢洪道全流程水面线的计算

2.3.4台阶式溢洪道掺气水流水面线和掺气浓度的研究

2.4台阶式溢洪道的压强分布规律

2.4.1台阶式溢洪道压强分布规律的研究现状

2.4.2台阶式溢洪道压强分布规律的试验研究

2.5台阶式溢洪道消能效果的研究

2.5.1滑行水流消能率的计算公式

2.5.2台阶式溢洪道跌落水流和滑行水流消能率的统一公式

参考文献

第3章 台阶式溢洪道水力特性的数值模拟

3.1数值模拟在台阶式溢洪道上的应用状况和计算模型

3.1.1数值模拟在台阶式溢洪道上的应用状况

3.1.2计算模型

3.2紊流数值模拟理论及数值方法

3.2.1基本控制方程的建立

3.2.2紊流模型

3.2.3自由水面的确定

3.2.4计算模型的网格划分

3.2.5边界条件的处理

3.3台阶式溢洪道的水面线及水流流态

3.3.1不同时刻的自由水面线

3.3.2单个台阶上的水流流态

3.3.3不同工况下的自由水面线

3.4计算结果与试验结果的对比

3.5台阶式溢洪道压强场的研究

3.5.1台阶式溢洪道的压强等值线分布

3.5.2台阶内的压强分布规律

3.6台阶式溢洪道的流速场

3.7台阶式溢洪道消能率的研究

3.7.1溢洪道坝面紊动能和紊动耗散率的分布规律

3.7.2台阶式溢洪道台阶内紊动能和紊动耗散率的分布规律

3.7.3台阶式溢洪道的消能率

参考文献

第4章 台阶式溢洪道与掺气挑坎联合应用水力特性的试验研究

4.1试验模型

4.2设掺气挑坎后台阶式溢洪道的水流流态

4.3设掺气挑坎后台阶式溢洪道的水面线

4.4设掺气挑坎后台阶式溢洪道的相对时均压强分布

4.4.1台阶水平面的相对时均压强分布

4.4.2台阶竖直面的相对时均压强分布

4.4.3台阶水平面的相对时均压强沿程分布

4.4.4台阶竖直面的相对时均压强沿程分布

4.4.5脉动压强测点布置

4.4.6台阶水平面脉动压强分布

4.5设掺气挑坎后台阶式溢洪道的水流掺气浓度

4.5.1设掺气挑坎后台阶式溢洪道的水流掺气现象

4.5.2空腔长度的确定

4.5.3设掺气挑坎情况下掺气交汇点位置的确定

4.5.4设掺气挑坎情况下通气孔通气量的确定

4.5.5设掺气挑坎情况下台阶式溢洪道掺气浓度分布

4.5.6增加台阶式溢洪道掺气浓度的措施

4.6设掺气挑坎后台阶式溢洪道的消能

4.7掺气挑坎与台阶式溢洪道联合应用的其他研究成果

参考文献

第5章 台阶式溢洪道与掺气挑坎联合应用水力特性的数值模拟

5.1计算模型

5.2紊流模型及控制方程

5.3带有掺气挑坎的台阶式溢洪道的三维数值模拟

5.3.1划分计算网格

5.3.2选择计算模型及求解器类型

5.3.3设定边界条件

5.3.4流场初始条件

5.3.5求解计算

5.4三维数值模拟计算结果与分析

5.4.1台阶式溢洪道不同时刻的自由水面线

5.4.2台阶式溢洪道的水流流态

5.4.3计算结果与试验结果的对比

5.5台阶式溢洪道的流速场

5.5.1流速矢量分布

5.5.2流速等值线分布

5.5.3断面流速分布

5.5.4台阶式溢洪道的边界层发展

5.6台阶式溢洪道的压强场

5.6.1台阶式溢洪道压强等值线分布

5.6.2单个台阶水平面的压强分布

5.6.3单个台阶竖直面压强测点布置

5.6.4单个台阶竖直面压强分布

5.6.5台阶水平面压强的沿程分布

5.6.6台阶竖直面压强的沿程分布

5.7台阶式溢洪道的消能

5.7.1单个台阶紊动能和紊动耗散率的分布规律

5.7.2紊动能和紊动耗散率的沿程分布规律

5.7.3溢洪道的消能率

5.7.4掺气挑坎的空腔长度和通气量

参考文献

第6章 掺气分流墩设施水力特性的试验研究

6.1掺气分流墩设施的体型和特点

6.1.1掺气分流墩设施的体型

6.1.2掺气分流墩设施的特点

6.2掺气分流墩设施的原型观测和应用

6.3掺气分流墩设施收缩比的研究

6.3.1试验模型

6.3.2收缩比对水舌挑距的影响

6.3.3收缩比对消力池压强特性的影响

6.3.4收缩比对消能效果的影响

6.4掺气分流墩墩头壁压特性的研究

6.4.1墩头时均压强特性

6.4.2墩头脉动压强特性

6.4.3墩头频谱特性和振动特性

6.4.4墩头的空化特性

6.5掺气分流墩水舌的掺气特性

6.5.1试验模型

6.5.2量纲分析

6.5.3水舌断面含水浓度分布的特点

6.5.4断面最大含水浓度的沿程变化

6.5.5断面平均含水浓度的沿程变化

6.5.6不掺气核心区的长度

6.5.7水舌沿横向掺气浓度的变化

6.5.8掺气分流墩水舌与普通二元水舌沿程断面掺气浓度的比较

6.6掺气分流墩设施的消能量

6.7分流齿墩设施简介

6.7.1试验条件和试验模型

6.7.2影响分流齿墩设施消能效果因素分析

参考文献

第7章 台阶式溢洪道与分流齿墩掺气设施联合应用水力特性的试验研究

7.1试验模型

7.2分流齿墩掺气设施体型的确定

7.2.1分流齿墩掺气设施的组成及作用

7.2.2分流齿墩掺气设施的位置

7.2.3水平掺气坎的高度

7.2.4侧墙掺气坎的高度

7.2.5分流齿墩形状、宽度、收缩比和高度的确定

7.3水流流态和水面线

7.3.1分流齿墩掺气设施的出射水流流态

7.3.2台阶式溢洪道上的水流流态

7.3.3分流齿墩掺气设施与台阶式溢洪道联合应用的水面线

7.3.4台阶式溢洪道边墙水面线

7.4压强分布

7.4.1齿墩墩头动水压强测点布置

7.4.2齿墩墩头时均压强沿墩高分布

7.4.3台阶式溢洪道水舌冲击区压强分布规律

7.4.4台阶式溢洪道的压强分布

7.5台阶上的掺气浓度分布

7.5.1掺气现象

7.5.2台阶式溢洪道上的掺气浓度

7.6分流齿墩掺气设施与台阶式溢洪道联合应用的消能效果

7.6.1消能机理

7.6.2收缩断面水深和流速系数

7.6.3消能率

7.7分流齿墩掺气设施与台阶式溢洪道联合应用的设计方法

参考文献

第8章 台阶式溢洪道与分流齿墩掺气设施联合应用水力特性的数值模拟

8.1计算模型的建立

8.1.1计算模型

8.1.2计算模型的网格划分

8.1.3边界条件的处理

8.1.4求解器的设置

8.2分流齿墩掺气设施与台阶式溢洪道联合应用的水流流态

8.2.1台阶式溢洪道的水流流态

8.2.2水舌最大和最小挑距

8.2.3台阶式溢洪道的水面线

8.3台阶式溢洪道的速度场

8.3.1台阶式溢洪道上的流速等值线分布

8.3.2台阶断面流速分布

8.4台阶式溢洪道的压强场

8.4.1分流齿墩墩头的压强测点布置

8.4.2分流齿墩墩头迎水面相对时均压强沿墩高分布

8.4.3墩头侧面相对时均压强沿墩高分布

8.4.4墩头时均压强系数沿横断面分布

8.4.5墩头顶部压强分布

8.4.6台阶式溢洪道上相对时均压强分布

8.5消能效果

8.5.1紊动能和紊动耗散率

8.5.2消能率

参考文献

第9章 掺气分流墩设施与消力池联合应用水力特性的研究

9.1试验模型和试验条件

9.2水舌扩散的试验研究

9.2.1水舌最大射距的理论分析

9.2.2掺气分流墩水舌射距计算

9.2.3最大射距计算方法在其他挑流消能工中的应用

9.3消力池的压强特性

9.3.1消力池压强系数分析

9.3.2消力池时均压强分布

9.3.3消力池底板脉动压强特性

9.3.4脉动压强的功率谱

9.3.5消力池下游水深的控制

9.4消力池的水流流态以及水跃特性

9.4.1消力池水流流态

9.4.2消力池水面线

9.4.3临界水跃跃后水深和水跃长度

9.4.4淹没水跃条件下跃后水深与水跃长度

9.5消力池水力特性研究

9.5.1消力池体型的确定

9.5.2消力池相对时均压强特性

9.5.3消力池脉动压强分布

9.5.4消力池水面线的比较

9.5.5消力池水跃长度的比较

9.6掺气分流墩设施的消能效果

9.6.1不设掺气分流墩设施时消力池水深和水跃长度的计算

9.6.2掺气分流墩设施与普通二元跌落水流消能效果的比较

参考文献