渠首引水工程中钢筋石笼过流规律及数值模拟研究

作     者：高飞飞 李晓庆 

作者机构：新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室 新疆农业大学水利与土木工程学院 

出 版 物：《武汉大学学报(工学版)》 (Engineering Journal of Wuhan University)

年 卷 期：2024年

核心收录：

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：2019年研究生“水利工程”重点学科研究项目(SLXK-YJS-2019-05) 

主　　题：钢筋石笼 数值模拟 透水率 水流特性 流量公式 堰前水深公式 

摘      要：钢筋石笼透水性特征可有效解决弯道渠首引水工程的“引水防砂矛盾。为深入了解钢筋石笼在弯道渠首引水工程中的过流规律，选用VOF法、多孔介质模型对钢筋石笼进行数值模拟，并对数值模型进行物理试验验证。研究得到不同孔隙率、水深、长度、高度等参数对钢筋石笼流速分布、过流规律的影响，并采用SPSS软件对所得数据拟合得到钢筋石笼流量公式、堰前水深公式。结果表明：钢筋石笼内部流量随着孔隙率、高度的增大而增大，但会受到水流回流的影响；钢筋石笼周围的绕流程度随着远端水深的增大而增大；钢筋石笼长度、远端水深及高度不宜过大；钢筋石笼综合流量系数与孔隙率n、P/H0、l/H0关系较为显著，所得钢筋石笼流量公式最大相对误差不超过5%，精度较高，可为引水总量的率定提供参考；得到的堰前水深公式精度较高，决定系数为0.966。此研究可为钢筋石笼在引水工程上的应用提供参考和依据。