水利工程天然水体自由水面模拟(1)程力学毕业(3)

　　水闸过流是最常见的一种低水头，高流量的水力现象，上游多为堰面溢流，下游为多为淹没出流。本工程为一低水头重力式水闸，上游堰顶高程6m（相对下游河床标高），下游挑流鼻坎标高2m，闸室宽度6m，现模拟水闸蓄水后全开的工况，堰顶水头为6m，为模拟多个闸室联合泄流，将模型的上下游边壁设定为axis－boundary（图中绿色细线边框）。

室出流自由水面（图3.1）

闸室出流自由水面及流场矢量图（堰面未表示）（图3.2）

闸室出流总压力场（颜色深为压力大）（图3.2）

　　图3.1是闸室闸室出流自由水面，可以看出，由于水深较深，堰面的形式对水流流态影响不大，水面基本上是沿一个斜面自由出流，在水流进入下游河床时，由于扩散段的影响，边壁的水面比中部水流降得更低。

　　图3.2可以明显观察到下游鼻坎下的水流洄流流态。

　　图3.3的压力场是静水压力（测压管水头）的分布，可以作为结构计算依据，例如下游的水垫塘护坦配筋、挑流鼻坎配筋等等。

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