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其中出流量为 ０．５Ｑ 发电工况水头损失系数达到 ２．４，应是该工况进流量较小，而进入库区位置压力较
Ｆ
大，水流无法顺利进入库区甚至产生了较大部分回流区所导致的。
然而传统的水头损失系数只是笼统体现了计算域两端截面间最终水头损失整体定量参考值，无法
直观地给出具体几何细节处的具体水力损失，也无法提供具体的几何优化指导。因此，为弥补这方面
不足，本文在作者前期建立的相关能量损失模型 ［３３］ 基础上，提出适用于侧式进出水口水力损失数理模
型，将局部流态与相应水力损失强关联，有助于进一步深入认识局部有害流态与同位置处产生的水力
损失之间的内在关联以及提供明确的结构优化方向。

图 １０ 各工况水头损失系数 图 １１ 各项水力损失占比

３．３．２ 水力损失分布 基于能量守恒方程 ［３３ － ３４］ ，将抽水蓄能电站水库及其相应水力计算域的湍流流动
所对应的水力损失可分解为以下几项影响
Ｐ
１
 ( Ｐ  ＋ 珔 ｉ 珔 ｉ 珔 ｘ  (  １ )
)
ｇＱ Δ Ｈ ＝ ｕ·ｕ ｇｕｄＳ － ＋ 珔 ｉ 珔 ｉ 珔 ｘ
ｕ·ｕ ｇｕｄＳ
Ｓ ｉｎ ρ ｇ ２ ｇ Ｓ ｏｕｔ ρ ｇ ２ ｇ
 Ｓ）ｎｄＳ ＋ ( ｕ（ｕ′ｕ′））ｎｄＳ ＋ （６）
ｕ（
珔
＝ － ２ 珔 ｉ ν Ｓ ＋ ν ｔ ｉｊ ｊ  ｉ 珔 ｉ 珔 ｊ ｊ
ｉｊ
Ｓ Ｓ
Ⅰ Ⅱ
２ ν Ｓ·ＳｄＶ ＋
(
 ｉｊ ｉｊ  ( ｕ′ｕ′ ｉｊ  Ｓ) ＳｄＶ
ｉｊ
－ 珔 ｉ 珔 ｊ ) ＳｄＶ ＋ ２ν ｔ
ｉｊ
Ｖ Ｖ Ｖ
Ⅲ Ⅳ Ⅴ

ｕ（ｉ ＝ ｘ，ｙ，ｚ）为这
式中：Ｓ 及 Ｓ 分别为水库及相应水力管路的进口面及出口面；Ｐ 为压力修正值； 珔 ｉ
ｉｎ
ｏｕｔ
为流体的湍流黏度；ｎ为 ｊ部分外法向量，ｔｈ指代 ５个积分运算项；Ｓ为流
ｊ ｔｈ ｉｊ
一方向的速度时均值；ν ｔ
１  ｕ  ｕ ｊ
ｉ
体应变率张量，Ｓ＝ ( ＋ ) 。Ⅰ、Ⅱ项代表平均运动动能扩散对水力损失的贡献，Ⅲ项代表平均
ｉｊ
２  ｘ  ｘ
ｊ ｉ
动能的黏性扩散对水力损失的贡献，Ⅳ、Ⅴ项分别代表求解与模化产生项所代表的湍动能再生对水力
损失的贡献。在 ５项水力损失中，Ｐ 占总水力损失比重最大，达到 ９９．６８％，因此水力损失重点分析
Ⅴ
Ｐ 部分，各项水力损失占比如图 １１所示。
Ⅴ
针对额定进流流量 Ｑ下的正常蓄水位与死水位两种不同水位下的抽水、发电两工况进行水力损失
分布分析。图 １２（ａ）（ｂ）为死水位和正常蓄水位下抽水工况侧式进?出水口水平中间截面上 Ｐ 分布云
Ⅴ
图。抽水工况下整体的水力损失较小，这与其平稳的流态是相对应的，水力损失多集中在扩散段进口
处以及流道壁面上。图 １２（ｃ）（ｄ）为死水位和正常蓄水位下发电工况相同截面 Ｐ 分布云图。死水位工
Ⅴ
况下 １、４流道的扩散段，２、３流道内水力损失较大。正常水位 １、２、４流道调整段和防涡梁段水力
３
３
损失较大，部分区域超过 ２００Ｗ?ｍ ，部分位置水力损失 Ｐ 值超过 ５０００Ｗ?ｍ 。该工况较大的水力损
Ⅴ
失应是由于其内部紊乱的水体碰撞摩擦导致的，这也与其流线流速分布情况相对应。
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