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中间渠道次生波发育长度数值模拟研究

郑飞东 李云 王晓刚

郑飞东,李云,王晓刚. 中间渠道次生波发育长度数值模拟研究[J]. 水利水运工程学报,2022. doi:  10.12170/20210921001
引用本文: 郑飞东,李云,王晓刚. 中间渠道次生波发育长度数值模拟研究[J]. 水利水运工程学报,2022. doi:  10.12170/20210921001
(ZHENG Feidong, LI Yun, WANG Xiaogang. A numerical study on the development length of secondary waves in an intermediate navigation channel[J]. Hydro-Science and Engineering, 2022(in Chinese)) doi:  10.12170/20210921001
Citation: (ZHENG Feidong, LI Yun, WANG Xiaogang. A numerical study on the development length of secondary waves in an intermediate navigation channel[J]. Hydro-Science and Engineering, 2022(in Chinese)) doi:  10.12170/20210921001

中间渠道次生波发育长度数值模拟研究

doi: 10.12170/20210921001
基金项目: 重庆市自然科学基金资助项目(cstc2020jcyj-bshX0043)
详细信息
    作者简介:

    郑飞东(1989—),男,重庆人,讲师,主要从事通航水力学研究。E-mail:feidongzheng@126.com

    通讯作者:

    李 云(E-mail:yli@nhri.cn

  • 中图分类号: U641

A numerical study on the development length of secondary waves in an intermediate navigation channel

  • 摘要: 分散梯级船闸充、泄水会引起船闸中间渠道内水体振荡波动,严重时会增加船舶操控难度,甚至引发安全事故。国内外专家学者针对中间渠道非恒定波流特性的研究主要集中于长波的波动特性,对次生波的关注甚少。针对三峡水运新通道分散梯级船闸布置方案,建立了基于船闸输水基本方程和Boussinesq方程的船闸-中间渠道耦合数学模型,研究船闸充、泄水条件下中间渠道次生波发育长度的分布特性及其对相关水力参数的响应规律。结果表明,上级船闸泄水条件下,次生波发育长度与单宽峰值流量有关,而下级船闸充水时,次生波的发育长度取决于单宽峰值流量和船闸运行水头。基于数值计算结果,给出了船闸不同运行方式下次生波发育长度的预测方法,可为分散梯级船闸的设计和运行调度提供理论指导和技术支撑。
  • 图  1  数值模拟结果与实测波面对比

    Figure  1.  Comparison of numerical and measured wave profiles

    图  2  次生波发育长度的定义

    Figure  2.  Definition sketch of development length of secondary waves

    图  3  上级船闸在不同水头下运行时次生波发育长度与渠道宽度关系

    Figure  3.  Relationship between development length of secondary waves and channel width for the upper lock emptying under different initial heads

    图  4  上级船闸泄水条件下拟合参数abH变化

    Figure  4.  a and b as functions of H for the upper lock emptying

    图  5  上级船闸在不同水头下运行时次生波发育长度与单宽峰值流量关系

    Figure  5.  Relationship between development length of secondary waves and maximum discharge per unit width for the upper lock emptying under different initial heads

    图  6  上级船闸泄水条件下次生波发育长度预测值和计算值比较

    Figure  6.  Comparison of predicted and calculated values of development length of secondary waves induced by the upper lock emptying

    图  7  下级船闸在不同水头下运行时次生波发育长度与渠道宽度关系(2万米级对吗?)

    Figure  7.  Development length of secondary waves against channel width for the lower lock filling under different initial heads

    图  8  下级船闸充水条件下参数abH变化

    Figure  8.  a and b as functions of H for the lower lock filling

    图  9  下级船闸在不同水头下运行时次生波发育长度与单宽峰值流量关系

    Figure  9.  Development length of secondary waves against maximum discharge per unit width for the lower lock filling under different initial heads

    图  10  下级船闸充水条件下参数ceH变化

    Figure  10.  Variations of c and e with H for the lower lock filling

    图  11  下级船闸充水条件下次生波发育长度预测值和计算值对比

    Figure  11.  Comparison of predicted and calculated values of development length of secondary waves induced by the lower lock filling

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-09-21
  • 网络出版日期:  2022-09-01

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