旋流排螺三維水力特性研究

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1、分類號(hào)密級(jí)UDC編號(hào)碩士學(xué)位論文旋流排螺三維水力特性研究學(xué)位申請(qǐng)人姓名:王俊洲請(qǐng)學(xué)位學(xué)科專業(yè):水力學(xué)及河流動(dòng)力學(xué)指導(dǎo)教師姓名:范北林教高二零一五年五月碩士學(xué)位論文旋流排螺三維水力特性研究論文作者：王俊洲指導(dǎo)教師：范北林教高學(xué)科專業(yè)：水力學(xué)及河流動(dòng)力學(xué)研究方向：水利血防培養(yǎng)單位名稱：長(zhǎng)江科學(xué)院2015年5月Astudyonthree-dimensionalhydrauliccharacteristicsofvortexbasinforoncemelaniaAThesisSubmittedinPartialFulfillmentof

2、theRequirementFortheMasterDegreeofEngineeringByWangJunzhouChangjiangRiverScientificResearchInstituteSupervisor:FanBeilinAcademicTitle:ProfessorofengineeringMay,2015學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的研究成果。除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研

3、究成果。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：2015年6月8日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)學(xué)位論文作者完全了解長(zhǎng)江科學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱長(zhǎng)科院)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬于長(zhǎng)科院。長(zhǎng)科院有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許學(xué)位論文被查閱和借閱；長(zhǎng)科院可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。作者簽名：導(dǎo)師簽名：日期：2015年6月8日日期：2015年6

4、月8日本人已經(jīng)認(rèn)真閱讀“CALIS高校學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)布章程”,同意將本人的學(xué)位論文提交“CALIS高校學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)”中全文發(fā)布,并可按“章程”中的規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。同意論文提交后滯后：□半年；□一年；?二年發(fā)布。作者簽名：導(dǎo)師簽名：日期：2015年6月8日日期：2015年6月8日摘要隨水流擴(kuò)散是釘螺擴(kuò)散的主要方式，而涵閘和渠道是釘螺擴(kuò)散的主要途徑，控制涵閘渠道釘螺擴(kuò)散是水利血防工作的重點(diǎn)之一。傳統(tǒng)阻螺措施在控制釘螺擴(kuò)散方面發(fā)揮了巨大作用，但易受多種條件的制約，工程的效益難以得到充分發(fā)揮。旋流排螺借鑒了具有占地小、排沙

5、率高等優(yōu)點(diǎn)的漏斗排沙技術(shù)，用于控制涵閘和渠道釘螺擴(kuò)散，因此研究旋流排螺水力特性具有重要的理論意義和工程價(jià)值。本文采用理論分析、模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬的方法，對(duì)不同流量條件下旋流排螺裝置的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，并以此為基礎(chǔ)對(duì)旋流排螺的旋渦特性、改進(jìn)措施進(jìn)行了探討，具體的研究?jī)?nèi)容和主要結(jié)論如下。（1）回顧排沙漏斗及漩渦運(yùn)動(dòng)流速理論公式的研究現(xiàn)狀，分析其推導(dǎo)過(guò)程及運(yùn)用的范圍。旋流排螺裝置底孔流量很小，難以形成吸氣漩渦，在進(jìn)口水流的推動(dòng)下裝置的旋流運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)形式為強(qiáng)迫渦運(yùn)動(dòng)。通過(guò)旋流角動(dòng)量守恒推導(dǎo)出排螺裝置的旋流角速度經(jīng)驗(yàn)公式，確定了進(jìn)口流

6、量、裝置尺寸參數(shù)與漩流角速度ω之間的關(guān)系。（2）通過(guò)模型試驗(yàn)，研究了不同流量條件下旋流排螺裝置流速分布和排螺效率的變化。試驗(yàn)結(jié)果表明旋流排螺裝置的水流結(jié)構(gòu)是與模型的邊界條件如隔板位置、進(jìn)口與出口條件等因素相關(guān)，隔板對(duì)水流的束縛會(huì)導(dǎo)致在隔板邊緣水流大量上涌；進(jìn)口流量的增加會(huì)導(dǎo)致流速增加、流速最大值位置下移；溢流口會(huì)引起附近區(qū)域水流向外向上溢出。（3）在模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用完全拋棄了基于各向同性渦粘性的Boussinesq假設(shè)的雷諾應(yīng)力模型（RSM）對(duì)旋流排螺裝置內(nèi)的清水流場(chǎng)進(jìn)行三維數(shù)值模擬，研究了裝置流速分布特點(diǎn)及橫斷面二次流場(chǎng)

7、特性。結(jié)果表明，流量的增加對(duì)旋流裝置水流流向的改變較小，而對(duì)流速大小的增加影響較大；隔板的存在，顯著抑制了邊壁水流向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)裝置底部存在著較強(qiáng)向裝置中心運(yùn)動(dòng)的底流。（4）通過(guò)對(duì)旋流排螺裝置流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的全面分析研究，發(fā)現(xiàn)了隔板對(duì)于抑制釘螺溢出的重要意義，并提出了相應(yīng)的裝置優(yōu)化措施。關(guān)鍵詞：旋流排螺，模型試驗(yàn)，流速分布，排螺效率，數(shù)值模擬AbstractWaterdiffusionisthemainwayofoncemelaniadiffusion,andculvertandchannelisthemainwaytooncemel

8、aniadiffusioncontrol,channelculvertoncemelaniadiffusionisoneofthekeywaterconservancywork.Thetraditionalresistancescrewmeasuresplaya