[发明专利]一种分洪隧洞出口消力池消能效果分析的数值模拟方法

权利要求书

1.一种分洪隧洞出口消力池消能效果分析的数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：收集分洪隧洞出口段、消力池、护坦、海漫的建筑物平面和剖面设计资料，分洪隧洞泄洪资料以及下游与内河河道连接段的断面型式相关资料；

步骤2：根据收集的分洪隧洞出口段、消力池、护坦、海漫以及下游河道相关设计资料来建立二维数学模型，模型计算所需要的网格类型采用非结构网格，网格大小根据消力池体型分区域加密处理；

步骤3：根据分洪隧洞出口段、消力池、护坦、海漫以及下游河道等设计资料，对网格文件进行高程赋值，具体包括以下步骤：

(a)根据设计资料，按照某区域内高程是否一致，划分为同高区域Ⅰ、同高区域Ⅱ、同高区域Ⅲ......，变高区域Ⅰ、变高区域Ⅱ、变高区域Ⅲ......；

(b)对于高程相等的区域，在网格文件中选定该区域并根据其实际高程值进行赋值；

(c)对于高程不同的区域，根据坡降分段赋值后，利用软件将该区域高程值插值处理，根据插值后的结果进行局部调整修改，使该区域高程值最终满足要求；

(d)最后，检查整个模型区域的高程值，使其满足要求；

步骤4：设置模型参数，根据分洪隧洞最大下泄流量，模拟消力池消能效果，具体包括以下步骤：

(a)模型糙率根据混凝土衬砌实际糙率进行设置，上游进口设置为流量进口，流量为Q，下游出口通过源的形式设置为流量出口，流出流量同样为Q；

(b)在消力池中心线上布置测点；

(c)提取消力池底板高程数据，提取点即为上述测点；

(d)将消力池中心线上测点的水面线数据与消力池底板高程数据统一绘制在消能效果分析图里；

(e)根据上述消能效果分析图，提取断面收缩水深h_c0，以及跃后水深h_c1，根据消力池设计平面图，量测收缩水深h_c0所在断面的宽度B_c0，以及跃后水深h_c1所在断面的宽度B_c1，计算得到收缩水深h_c0所在断面水流平均流速v_c0＝Q/(h_c0×B_c0)，跃后水深h_c1所在断面水流平均流速v_c1＝Q/(h_c1×B_c1)；所以根据水力学公式可知：

①收缩水深h_c0断面能量：

②跃后水深h_c1所在断面能量：

其中，计算时令α₀＝α₁＝1，消能效率：