通气孔进气条件下水电站尾水系统水力过渡过程研究

项目名称： 通气孔进气条件下水电站尾水系统水力过渡过程研究

项目编号： No.51409087

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 水利工程

项目作者： 俞晓东

作者单位： 河海大学

项目金额： 24万元

中文摘要： 通气孔作为输水系统中一项重要的稳压措施，广泛应用于水电站尾水隧洞及长距离供水工程中。当系统发生过渡过程时，通气孔处会出现进气、排气及局部气液两相流的瞬态过程，整个动态过程较为复杂，且常伴随较大的瞬变压力，危及系统安全。现有瞬变流理论和研究成果对于该现象的描述不够深入，难以满足相关工程设计的需要。本项目拟采取理论分析、数值模拟和模型实验相结合的方法，深入探索通气孔进气至排气整个瞬态过程中气体的热力学特性、水气交界面的动态特征以及伴随较大瞬变压力的内在机理；建立水电站输水发电系统一维过渡过程与通气孔边界三维瞬态流动耦合的数学模型及计算方法，精细模拟水电站瞬变过程中通气孔进排气过程及局部气液两相流，研究其瞬态过程对系统的动态影响；建立通气孔体型参数与进排气特性及最大水锤压力的影响关系，并寻求规律性特征。本研究对相关工程的设计及安全运行具有重要的理论意义和实用价值。

中文关键词： 水电站；水力过渡过程；通气孔；气液两相流；三维数值模拟

英文摘要： As the important pressure-stabilizing structures in the pipeline systems, vents are widely used in tailrace tunnels of hydropower stations and long distance water supply projects. When hydraulic transients happen, the transient process of air inlet and re

英文关键词： Hydropower station；Hydraulic transients；Vent；Air-water two phrase flow；3-d numerical simulation