抽水蓄能电站水平弯段侧式进/出水口的优化

作     者：郭港归 刘亚坤 魏杰 卢洋亮 张帝 

作者机构：大连理工大学建设工程学部 中国电建集团中南勘测设计研究院 

出 版 物：《水科学进展》 (Advances in Water Science)

年 卷 期：2025年第1期

页      面：85-96页

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：国家自然科学基金项目(52179060 52479060) 

主　　题：侧式进/出水口 水平弯段 迪恩涡 流量分配 

摘      要：抽水蓄能电站工程受地形影响引水隧洞存在水平转角，导致出流工况进/出水口各流道流量差异较大。本文以某工程中带水平弯段转角为29.27°的侧式进/出水口为研究对象，基于三维数值模拟分析弯段中迪恩涡结构的演变规律，探讨2种解决侧式进/出水口偏流问题的措施。结果表明：(1)迪恩涡导致隧洞断面主流呈“月牙形分布，弯段内侧出现低流速区，导致隧洞流速分布不均。(2)减少隧洞转弯半径、增加导流板可以减少隧洞段偏流侧的流速、缓解流速分布的不均匀度，但导致偏流侧中间流道的流量增大；在此基础上中墩前移可均衡各流道流量，实现进/出水口流量的均匀分配，但以上联合措施会增加额外的水头损失。(3)偏转隧洞轴线使隧洞顶部和底部产生迪恩涡，抵消原断面中心迪恩涡的影响，显著改善了隧洞流速分布的不均匀性，实现进/出水口流量的均衡。研究成果对带弯段的侧式进/出水口设计具有指导意义。