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泄水槽因结构简单、泄流效果好等优点广泛应用于各水利工程中。大部分泄水槽通常都设置为直槽,出流一般会通过设置挡水墙将水流汇入河道。在上游水位较高时,泄流流速较大,使得出流具有较大的能量,会对挡水墙和下游河道带来安全隐患。因此,在较高水位泄流时,需要重点关注如何对下泄水流进行消能并将水流有效导向下游河道。本文通过对转弯泄水槽的消能设施进行优化,提出了一种新型高效消能工,并对其水力特性进行研究。本文以某实际水利工程为背景,对转弯泄水槽不同方案的水力特性进行了对比研究和分析。通过物理模型试验验证了校核洪水位下泄水槽的泄流能力,对泄水槽中的水面线、流速及压强等水力参数进行测试和分析。在保证下游安全的基础上,综合比较和分析了不同方案的消能效果,提出了一种适用于转弯泄水槽的新型高效消能工。通过FLUENT数值模拟计算,验证物理模型试验结果的可靠性。主要研究成果如下:(1)总结了国内外学者对泄水槽泄水工程的研究现状,特别关注了有关泄水槽末端消能防冲以及优化措施方面的研究,分析比较了泄水建筑物不同消能方式的优缺点,研究既能导流又能满足消能要求的新型高效消能工,对消能工的尺寸进行合理设计。(2)对泄水槽泄水工程包括原设计方案和优化方案共17个方案分别进行物理模型试验研究。原设计方案中,泄水槽泄水方向与河道方向有夹角,水流长期冲刷对挡水墙有侵蚀风险。在优化方案中将泄水槽出口转向,同时在挑坎上增设转向导流墩,使水流一方面有效实现转向,另一方面达到了附加的消能效果。研究表明,经过优化流态良好,水流平顺衔接,下游河床淘刷程度减弱,消能效果好。(3)利用FLUENT数值模拟软件对泄水槽进行数值模拟研究。在三维CAD软件中绘制三维模型,然后将模型导入ICEM-CFD中划分网格并检查网格质量,将生成的网格导入FLUENT中,设置边界条件,对原设计方案模型和优化方案模型的泄水槽进行数值计算,给出了泄流量、水面线、流速和压强的计算结果,分析论证了最终优化方案的消能效果。最后将FLUENT模拟结果与物理模型实测试验结果进行比较分析,二者结论基本一致。该水利工程的泄流转向兼消能的新型消能工研究有效地解决了泄水建筑物的安全隐患,对水利工程泄水建筑物消能工的设计和理论研究具有参考价值。