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摘要
消能工体型的选择在水利工程设计中至关重要。采用RNG k-ε紊流模型与VOF方法对泄洪过程中溢洪道与水垫塘内的水流进行水气二相流三维数值模拟，研究窄缝型挑坎消能工的水流特点及规律，结果显示，数值模拟计算的水深、水流流态、入水角度等参数与模型试验结果吻合较好，验证了数值模拟的可行性。在此基础上，计算分析了窄缝型挑坎收缩段水流及空中水舌的水力特性，以及水垫塘底板压强分布规律，确定出窄缝型挑坎最大压强所在位置及空中水舌流速变化规律。研究结果表明：窄缝型挑坎束窄水流作用明显，其空中水舌同一横断面的最大流速位置基本相同，同一纵向断面垂向流速差沿程逐渐减小，挑坎收缩段底板处流速大小呈抛物线形分布，而压强分布沿程呈现3个区间3个趋势的分布规律。研究成果可为实际工程中同类型消能工的设计提供参考。
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单位杨凌职业技术学院; 南京水利科学研究院
