基于正交设计的组合型式阶梯掺气特性分析

作者：陈卫星; 杨具瑞^*

来源：武汉大学学报(工学版), 2021, 54(11): 1008-1014.

DOI：10.14188/j.1671-8844.2021-11-004

• 大阶梯
• 凸起型阶梯
• 正交试验设计
• 阶梯溢流坝
• 掺气空腔
• 掺气浓度
• 负压

为探讨防止阶梯处空蚀空化破坏的措施,通过极差和方差等正交设计方法,对9种"大阶梯+凸起型阶梯"组合型式阶梯水工模型试验的掺气空腔长度、掺气浓度以及负压等测量结果进行正交试验设计分析,结果发现:过渡阶梯段凸起型阶梯的数量对阶梯溢流坝面掺气的影响程度高于凸起型阶梯尺寸;掺气空腔长度、掺气浓度及负压与凸起型阶梯数量的关系不呈线性分布,过渡阶梯段存在2个凸起型阶梯时,掺气效果较好;凸起型阶梯可以较大地扰动水流,优化水流的掺气特性,但是凸起型阶梯尺寸的选择对掺气特性也相当重要;当过渡阶梯段的首级阶梯为大阶梯、其余阶梯尺寸为16.67 mm×18.75 mm的凸起型阶梯时,阶梯面掺气最充分,空腔长度为14.58 cm,掺气浓度为15.61%,此时负压也最小,为-0.409 kPa。

• 单位
  昆明理工大学