Page 52 - 2024年第55卷第12期

２．２．３ 边界条件 出流工况时将库区入口边界设置为速度边界，输水管道边界设置为压力边界，上水
库死水位为 ２９８ｍ，正常蓄水位为 ３１９ｍ；库区自由液面按照 “刚盖假定” 假设，设置为全滑移壁面；
壁面采用粗糙混凝土壁面，通过上述改进的考虑壁面粗糙度的壁面函数模型实现。进流工况时将库区
入口边界设置为速度边界，输水管道边界设置为压力边界；库区自由液面与固体壁面如前出流工况所
述设置。
２．２．４ 工况划分 为研究同流量不同水位高度对水库和进?出水口内流态及漩涡分布的影响，其中正
常蓄水位 ３１９ｍ与死水位 ２９８ｍ时均按流量从低到高设置进?出流工况各 ３个，共 １２个工况。表 １为
进流（抽水）工况和出流（发电）工况详细参数，Ｑ 为抽水工况额定流量，Ｑ 为发电工况额定流量。
Ｃ Ｆ
２．２．５ 数值模型结果验证 图 ３为数值模拟与模型试验数据 ［２８］ 对比图。由于整体模型为对称结构，
因此选择进流量为额定流量 Ｑ 的抽水工况，选取一侧流道边孔（流道 １）、中孔（流道 ２），在流道 １截
Ｃ
面内等距取左（１ － １）、中（１ － ２）、右（１ － ３）三条垂线，在流道 ２截面内同样等距取左（２ － １）、中（２ － ２）、
右（ ２ － ３）三条垂线，每条流线选取 ９个测点，提取相应测点流速与模型试验结果对比，可看出数值模
拟结果与模型试验结果吻合较好，部分试验和模拟结果之间的误差可能是测量点附近出现的漩涡影响
造成的。

表 １ 计算工况

３
３
水位 抽水工况 流量?（ｍ ?ｓ） 发电工况 流量?（ｍ ?ｓ）
６０．７８ ８０．８
０．５Ｑ Ｃ ０．５Ｑ Ｆ
死水位（ ２９８ｍ） Ｑ Ｃ １２１．５６ Ｑ Ｆ １６１．６
２４３．１２ ３２３．２
２ Ｑ Ｃ ２ Ｑ Ｆ
６０．７８ ８０．８
０．５Ｑ Ｃ ０．５ Ｑ Ｆ
正常蓄水位（３１９ｍ） Ｑ Ｃ １２１．５６ Ｑ Ｆ １６１．６
２４３．１２ ３２３．２
２ Ｑ Ｃ ２ Ｑ Ｆ

图 ３ 模拟及试验结果对比验证

３ 结果与讨论

３．１ 流态分析
３．１．１ 小流量工况 图 ４（ａ）（ｂ）为小流量 ０．５Ｑ 进流时死水位抽水工况和正常水位抽水工况下侧式进?
Ｃ
出水口水平中间截面上的流态分布图，其中 Ｑ泛指额定流量。可看出两种不同水位抽水工况流速分布
大致相同，流线平顺，１、４及 ２、３流道流速分布规律对称。图 ４（ｃ）（ｄ）为进流量 ０．５Ｑ 的死水位发电
Ｆ
工况和正常水位发电工况相同截面上的流态分布。图 ４（ｃ）死水位工况进?出水口内部流态较好，最大流

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