折板型竖井结构设计参数优化

• 作者: 姚锦涛 尧远 杨乾 杨庆华 林宏 牟祎 赵子成
• 来源期刊: 长江科学院院报
• 学科: 工学
• 关键词: 折板型竖井 模型试验 数值模拟 结构参数优化 深隧排水系统
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 所属期刊栏目: 水力学
• 页码范围: 72-80
• 页数: 9页
• 分类号: TU992.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11988/ckyyb.20191127

摘要

折板型竖井是城市深隧排水系统中一种消能效果明显的水工结构,竖井的结构参数对其泄流量和消能率有重要影响.通过开展物理模型试验和基于Realizable k-ε湍流模型和VOF法的数值模拟,分析不同折板间距和折板倾角的竖井水流流型、最大泄流量、出口流速及消能率.研究结果表明:折板型竖井中基本水流流型有3种,分别为撞壁受限流、临界流和自由跌流;一定范围内增大折板倾角有利于水流流型从撞壁受限流向自由跌流转变,因此,在折板竖井设计中应使折板有适当的角度;竖井的最大泄流量随着折板间距和折板倾角的增大而增大,消能率随泄流量的增大而减小;从竖井的泄流能力和消能效果两方面考虑,当竖井直径为10 m时,折板间距4.85 m,折板倾角为9°～11°的竖井体型为最优.研究成果可为深隧排水系统的设计提供技术支撑.