高水头及超高流速条件下防止泄水建筑物的空蚀破坏是我国当前水电工程建设中亟待解决的关键性技术难题。基于空化空蚀机理的复杂性,迄今为止国内外尚未寻找到成熟有效的防范手段;特别是高水头明流泄水建筑物侧墙上的掺气减蚀问题,相关研究工作成果报道甚少。本自然科学基金研究项目采用了理论分析、模型试验和紊流数学模型(大涡模拟)相结合的研究手段,在进一步探明高水头明流泄水建筑物侧墙空化特性和空蚀破坏机理的基础上,深入研究了侧墙掺气水力特性、侧空腔形成和影响因素、以及侧墙掺气的水力计算方法,分析探讨了侧墙掺气与底部掺气水力参数之间的关系;揭示了侧墙掺气减蚀机制,提出了有利于加强侧墙水流的掺气量、消除或减小侧墙清水带的新型掺气减蚀保护方法和措(设)施。本项目研究工作完成并达到了项目申请书中的研究目标和预期成果要求,其中已发表和已完成的研究论文数量2倍于预期目标,研究经费的使用符合财务规定。本项目研究成果具有重要工程实用价值和科学意义,其研究成果已成功应用于二滩水电工程,并对我国诸多在建及待建的高水头大流量泄水建筑物的设计与安全运行具有普遍指导意义。
英文主题词discharge structures with high head; lateral side-wall;model test; aeration to reduce cavitation;large eddy simulation