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在水利工程中,大单宽流量、低Fr引起的振荡水跃一直是比较棘手的问题。本文依托苏洼龙水电站工程,就右岸泄洪洞原消力池出现的大单宽流量、低Fr引起的不稳定振荡流态,进行体型优化试验研究,最终提出了收缩扩散与底流复合消能的消力池体型,并结合数值模拟的方法,对该类消力池的水流流态变化特征与水力特性分布进行研究,主要结论有: (l)优化后的消力池体型为在原窄深底流消力池进口前设置Y型收缩墩后的复合型消力池,在不同来流条件或不同尾坎高度下,消力池会出现三种基本流态:自由射流流态、淹没射流与略淹没底流复合流态以及淹没射流与过淹没底流复合流态。当消力池内水流呈现淹没射流与略淹没底流复合流态时,池内水流较稳定,波动较小,为较优流态; (2)本文采用RNGk-g紊流模型,结合VOF方法捕捉蜜由水面,最终实现了收缩扩散与底流复合消力池的流态特征与水力特性的数值模拟。结果表明,数值模拟成果与水工模型试验结果吻合较好; (3)与常规消力池水力特性的二元分布不同,设置Y型收缩墩后,消力池内的压强和流速分布表现出非对称的三元特性,消力池中前部水流紊动剧烈,三元特性明显,而消力池后部水流趋于均匀,分布呈二元特征; (4)消为池射流(包括收缩射流与扩散射流)与两侧漩滚水流及表面漩滚水流强烈剪切并剧烈紊动,紊动能与耗散率较大,能量损失较大,表明射流与漩滚水流之间的紊动剪切是弓l起能量损失的重要因素,其中,射流与两侧漩滚的剪切素动强于与表面漩滚的剪切紊动,紊动最剧烈的断面位于距池首15m断面,紊动能最大值为7:Cr12/S2,耗散率最大值为33rr12/s3,且沿程逐渐减小; (5)收缩扩散与底流复合消力池体型的消能率为66.61％,较不加收缩墩的常规消力池体型可增加5.67％。.可见,在低Fr、大单宽流量的水流条件下,收缩扩散与底流复合消力池的消能效果较好。