X型宽尾墩与阶梯溢流坝联合消能的三维流场数值模拟

宽尾墩与阶梯溢流坝联合消能是一种新型坝面泄流形式的消能工。由于宽尾墩和阶梯的共同作用,其水流表现为很强的三维特性,水气二相混掺剧烈,目前对其流场的三维数值模拟还未见报道,本文采用双方程紊流模型对X型宽尾墩-阶梯溢流坝联合消能的三维流场进行了全场数值模拟,给出了压力特性、流速分布、阶梯及宽尾墩墩后水气两相流的部分特性,计算结果与模型试验数据对比,两者吻合良好,计算发现,在第一级阶梯脱体处存在负压,随后在试验中得到了验证。研究结果表明,采用X型宽尾墩-阶梯溢流坝联合消能,阶梯坝面上能形成明显的纵、横向旋滚,提高了消能效果。