洞塞式消能工的空化特性研究

洞塞式消能工是通过水流的突缩突扩作用，在水体内制造强剪切、强紊动作用进行消能的消能工。最近几年的研究表明，洞塞式消能工是一种简单高效的消能工。洞塞式消能工能否成功应用取决于洞塞的空化特性，而目前对洞塞空化性的系统研究成果还未见报道。本项目拟通过系统的减压和常压试验研究，并辅以数值计算，研究洞塞的空化特性，具体内容包括：用高速摄影机研究减压箱中洞塞空化的初生与发展过程；采用三维激光流速仪测量洞塞前后及洞塞内部的流场结构，为洞塞体型优化提供依据；研究洞塞的初生空化数与洞塞的体型参数的关系；研究洞塞间距对洞塞初生空化数的影响；研究环境压强的变化及洞塞内流速的变化对洞塞空化初生的影响，寻求合适的空化数表达式描述洞塞的抗空化性能；研究洞塞消能工空化水流的数值模拟问题等。通过综合分析获得水力因素、洞塞几何因素、边界因素对洞塞空化的定量描述，为完善洞塞泄洪洞的设计和计算方法提供科学依据。