金沙江向家坝水电站右岸地下电站变顶高尾水系统研究

论文摘要

本文针对向家坝右岸地下电站的特点,采用模型试验和数值模拟方法对变顶高尾水洞方案进行了较为系统的研究,为工程设计和施工组织提供了参考依据。全文共分以下几部分。 第一章:从总体上介绍向家坝电站的工程概况,提出了向家坝右岸地下电站布置方案存在的问题,阐述了国内外变顶高尾水洞技术的最新研究现状,提出了向家坝变项高尾水洞方案有待深入研究的主要内容和研究路线,说明了本文研究的重要意义。 第二章:主要论述了变顶高尾水洞的工作原理、体型设计和适用条件以及过渡过程计算的数值计算模型,重点在于数学模型的建立与分析,明满流交替现象中选择了合理的计算模型和计算方法; 第三章:着重介绍了向家坝变顶高尾水洞方案模型试验的研究内容和主要结果。通过带模型机组的过渡过程的物理模型试验,了解了向家坝地下电站在恒定流、非恒定流条件下变顶高尾水洞中的水流状态;大波动过程中机组的调保参数、沿管轴线的压力分布、以及变顶高尾水洞内的涌浪;小波动条件下变顶高尾水洞体型对机组运行稳定性的影响;水力干扰过渡过程中变顶高尾水洞的适应性等。论证了向家坝采用变顶高尾水洞方案的可行性,为工程设计提供可靠的依据。 第四章:由于变顶高尾水洞的设计理论尚未完全成熟,有待深入研究探讨,采用物理模型试验和数值仿真计算相互论证、相互比较的研究方法是必不可少的。本章根据物理模型的试验条件和试验工况进行相应的数值计算,即在数值计算中,输入的管道、机组特性等参数均为模型试验实测数据,程序根据模型比尺输出原型的计算结果信息,并与原型化后的模型试验数据分析比较。由对比计算结果可以看到,两者对比的结果仍是合理的。无论大波动、小波动和水力干扰,不仅计算和试验波动过程的变化趋势一致,而且控制值的大小基本接近。 第五章:综合介绍了其他几家科研单位的研究结果,总结向家坝电站变顶高尾水洞的成果。从工程实际的角度讨论了它的适用范围,对后续工程的应用前景进行了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 问题的提出
• 1.3 研究方向和研究内容
• 第二章 变项高尾水洞研究的基本理论
• 2.1 变顶高尾水洞工作原理
• 2.2 向家坝变顶高尾水洞体型设计
• 2.3 过渡过程计算理论与计算方法
• 第三章 模型试验研究和结果
• 3.1 基本资料
• 3.2 整体模型设计
• 3.3 试验工况和试验条件
• 3.4 恒定流试验结果
• 3.5 大波动试验结果及分析
• 3.6 小波动试验结果及分析
• 3.7 水力干扰试验结果及分析
• 3.8 小结
• 第四章 模型试验结果与数值计算结果分析比较
• 4.1 大波动过渡过程试验结果与计算结果的分析比较
• 4.2 小波动过渡过程试验结果与计算结果的分析比较
• 4.3 水力干扰过渡过程试验结果与计算结果的分析比较
• 4.4 试验与计算对比结果汇总及评价
• 第五章 总结及展望
• 5.1 向家坝变项高尾水洞的研究及多家成果总结
• 5.2 变顶高尾水洞适用范围和展望
• 参考文献
• 致谢