高坝过鱼设施集诱鱼进口水力学条件数值模拟与模型试验研究

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集诱鱼设施是高坝过鱼设施的关键组成部分,其进口位置的水力学条件决定了过鱼设施的过鱼效率。为了寻找河道中满足集诱鱼设施进口水力学条件的区域,本文以某高坝工程为例,根据相关调查结果,确定了7种过鱼对象,提出了集诱鱼进口所需要满足的两种水力学条件,即流速范围为0.41~1.0 m/s,紊动能范围为0~0.04 m^2/s^2。采用标准k ? ε紊流模型和VOF方法追踪自由液面,对过鱼季节不同机组运行条件下尾水下游1 km河道范围进行了3维紊流数值模拟,来研究河道中紊动能和流速的空间分布,并通过比尺为1∶50的物理模型试验验证了数值模拟的合理性。结果表明,不同机组运行条件下主流靠左岸一侧均存在上溯通道,河道左岸紊动能均小于0.04 m^2/s^2;从流速分布来看,满足流速条件的区域面积分别为35 732、22 659、12 201 m^2;在河道左岸存在面积为1 354 m^2的区域在不同机组运行条件下能够同时满足紊动能和流速两种水力学条件,该区域能产生良好的集诱鱼水流,集诱鱼效果较好,即集诱鱼进口适宜布置该区域内。
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