Page 57 - 2024年第55卷第12期

良好，而 １、２、４流道调整段流线较紊乱，出现多处有害涡旋流态，这与图 １４的涡核分布图及平均能
量损失沿程变化曲线相互印证。关于图 １４中扩散段［２４ｍ，３６ｍ］内的水力损失未体现在相应的平均
能量损失曲线上，分析其主要原因为：首先，结合图 １４中的俯视及侧视涡核图可知，在扩散段［２４ｍ，
３６ｍ］之间出现的涡核除流道 ２有少许外，其余大部分集中在 １、４流道的流道顶部及底部，并且涡核几
何尺度不大，因此该段平均能量损失曲线未出现较大起伏。同时结合局部能量变化曲线可以看出，该段
（［ ２４ｍ，３６ｍ］）１、２、４流道沿程平均能量损失曲线缓慢上升，这与涡核分布图也是对应的。其次，
图 １３、１４中的涡核图是基于本文模拟结果得出，而本文用于分析侧式进?出水口的水力损失数理模型
还未考虑壁面粗糙度的影响，因此在涡核图与能量损失变化曲线对应上会存在一定误差。考虑壁面粗
糙度的水力损失数理模型是本文研究内容下一阶段工作。

４ 结论

本文联合 ＲＮＧｋ － ε 湍流模型与改进的考虑壁面粗糙度的壁面函数模型对某抽水蓄能电站下水库侧
式进?出水口的水力特性、水力损失分布进行了数值模拟研究，数值模拟结果与模型试验结果吻合较
好，验证了本文提出的数值模型有效性，具体研究结果如下：
（１）同流量不同水位下，死水位（２９８ｍ）及正常水位（３１９ｍ）的抽水工况流态均较良好；发电工况
下正常水位的进?出水口内部存在一定量不良流态。
（２）抽水工况各流道流量分配呈现两侧大（均 ２８％）、中间小（均 ２２％）的对称规律；发电工况流道
流量分配出现随机偏流现象，偏流集中在 ２、３流道。各发电工况流速比，抽、发工况流量分配不均
匀性均未满足规范要求，其中抽水工况流量分配不均匀性起伏不大，发电工况 ２、３流道流量分配不
均匀性有较大起伏（ ０～５０％）。
（３）发电工况的水头损失普遍较大，其水头损失系数在 ０．４６～２．４之间。相应的平均能量损失沿程
变化在额定发电工况下，死水位时主要水力损失项 Ｐ 集中在 １、４流道的扩散段及 ２、３流道，平均能
Ⅴ
３
量损失变化曲线先在扩散段前段起伏出现峰值（＞５００Ｗ?ｍ ）；正常水位水力损失项 Ｐ 集中在 １、２、４
Ⅴ
３
流道的调整段及防涡梁段，其中流道 ２水力损失项 Ｐ 值峰值接近 ６０００Ｗ?ｍ 。研究结果表明正常水位
Ⅴ
额定发电工况下的水力损失及平均能量损失较大。
本文结果表明法向及切向流速梯度变化对水力损失项 Ｐ 贡献最大，建议后续针对相近领域的水
Ⅴ
力优化设计可从此方向进行。

参 考 文 献：

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