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弯曲溢洪道多级跌水与底流复合消能研究的开题报告
开题报告
题目：弯曲溢洪道多级跌水与底流复合消能研究
一、选题背景及意义
溢洪道是水电站重要的安全设施，其作用是在大洪水来临时，通过溢洪，调节水库水位，保证大坝的安全运行。然而，溢洪道水流过大时，会产生巨大的水力压力，对大坝和下游建筑安全造成威胁。因此，需要对溢洪道的设计进行深入研究，以使其消能效果更加明显，降低水力压力。
在溢洪道消能的设计中，跌水式能量消散方式是一种常见的处理方式。但是，由于水量过大，一级跌水效果有限，需要对跌水进行多级处理，以保证消能效果。此外，底流对消能效果也有一定的影响。因此，对于溢洪道多级跌水与底流复合消能的研究，具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、研究内容和目标
本研究旨在探究溢洪道多级跌水与底流复合消能的技术路线和具体实施方法，并评估其消能效果。具体内容包括：
1.Literaturereview：对跌水式能量消散的基本原理进行梳理，总结多级跌水的设计方法，以及底流对消能效果的影响。
2.实验设计：选取一座溢洪道为研究对象，设计多级跌水与底流复合消能方案，并进行物理模型实验。通过模型试验，探究多级跌水与底流复合消能方案的消能效果。
3.数值模拟：基于CFD技术，对溢洪道多级跌水与底流复合消能方案进行数值模拟。通过模拟，探究复合方案的消能效果、流场分布等参数，并与实验结果进行比较分析。
研究目标：
1.确定溢洪道多级跌水与底流复合消能的技术路线；
2.评估复合方案的消能效果；
3.提出改进方案，优化溢洪道设计。
三、研究方法
（1）模型试验法：通过建构物理模型进行多级跌水与底流复合消能方案的试验研究，验证消能效果。
（2）计算流体力学方法：采用ANSYSFluent软件进行流场数值模拟,计算复合方案的水流流态特征、消能效果等参数。
四、预期结果
预期实现的结果是：
1.确定一个适合不同水流情况下的多级跌水与底流复合消能的方案；
2.评价证明复合方案的消能效果的有效性，并且验证方案在不同的水位下都可适用；
3.基于研究结果，给溢洪道工程实践提出一些建设性建议，从而完善溢洪道的设计。
五、进度安排
2022年3月：完成文献梳理和理论分析
2022年6月：完成物理模型试验
2023年3月：完成数值模拟分析
2023年6月：完成研究报告写作和绘图
六、参考文献
1.韩维民.多级跌水能量消散的研究.水力发电.2005(436):16-20
2.徐海涛，周卫明.底流对溢洪道跌水式消能的影响及其与消能板组合优化研究.水力发电技术.2017(11):55-60
3.骆高峰.大断面溢洪道消能研究.华中科技大学硕士学位论文.2004.
4.罗昌辉，谭宝贵.岷江枕坝闸学水流力学特性研究.应用力学学报.2015,32(4):686-694.