姚家平水利枢纽工程钢岔管结构型式选择与CFD研究

作     者：刘贤才 张雨萌 汤怀萱 胡悦 伍鹤皋 LIU Xian-cai;ZHANG Yu-meng;TANG Huai-xuan;HU Yue;WU He-gao

作者机构：湖北省水利水电规划勘测设计院有限公司湖北武汉430070 武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室湖北武汉430072 

出 版 物：《中国农村水利水电》 (China Rural Water and Hydropower)

年 卷 期：2024年第1期

页      面：231-236页

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51409194) 

主　　题：水电站 对称Y形钢岔管 非对称Y形钢岔管 体形设计 有限元法 CFD 

摘      要：结合姚家平水利枢纽工程的总体布置,对主电站引水系统对称Y形和非对称Y形月牙肋钢岔管两种结构型式分别进行了三维有限元应力分析和CFD三维流场计算。计算结果表明:对称岔管两腰部位应力分布均匀,肋板尺寸较小;但在主支锥管相贯线内表面A点附近出现较大的应力集中现象,因此对称岔管满足强度所需的管壁厚度大于非对称岔管。在水力学方面,非对称岔管两支管的水头损失不相等,其中与主管同轴线的直支管水头损失最小,斜支管水头损失最大,但没超过对称岔管的0.358 m,说明从岔管部位水头损失和水流流态上看,非对称岔管也稍优于对称Y形岔管。综合考虑岔管结构和水力学特性以及工程地形等因素,建议姚家平水利枢纽工程中主电站引水发电系统选择非对称Y形岔管布置方案。