Page 57 - 2024年第55卷第3期

角度间隔为 ０．５°。在出流工况和进流工况下对进?出水口进行了数值模拟研究。具体体型参数见表 １，
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各体型参数对应图 ５。计算工况：死水位时孔口中心淹没水深 １３ｍ，出流工况流量 １６１．２ｍ ?ｓ，进流
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工况流量 １２３．７ｍ ?ｓ。
应当指出，设置顶板扩张角 α改变，保持进?出水口孔口面积不变是为保证过栅平均流速应小于
１ｍ?ｓ的设计规范 ［８］ 要求，调整段长度和扩散段长度不变是因为进?出水口长度是考虑库区地形条件及
隧洞布置等确定的一般不轻易改变，从而使研究结果更具实际意义。此外，孔口高度 Ｈ改变则顶板扩
张角 α同步改变，二者对进?出水口拦污栅断面流速分布的影响是一致的；孔口宽度 Ｗ 变化则水平扩
散角 β 同步变化，水平扩散角 β 的对进?出水口拦污栅断面流速分布无明显影响 ［２８］ 。
表 １ 进?出水口不同顶板扩张角的体型参数

孔口宽度 Ｗ?ｍ 孔口高度 Ｈ?ｍ 扩散段长度 Ｌ?ｍ 水平扩散角 β ?（°） 顶板扩张角 α ?（°）
８．２ ７．８ ３９ ４１．０ ０．０
７．９ ８．１ ３９ ３９．４ ０．５
７．５ ８．５ ３９ ３７．４ １．０
７．３ ８．８ ３９ ３６．４ １．５
６．９ ９．２ ３９ ３４．２ ２．０
６．７ ９．５ ３９ ３３．０ ２．５
６．５ ９．８ ３９ ３２．０ ３．０
６．３ １０．２ ３９ ３１．０ ３．５
６．１ １０．５ ３９ ２９．８ ４．０
５．９ １０．９ ３９ ２８．８ ４．５
５．７ １１．２ ３９ ２７．６ ５．０

图 ５ 进?出水口体型参数

４．２ 出流工况
４．２．１ 进?出水口拦污栅断面流速分布 由于体型对称，中孔 ２＃和 ３＃的结果基本相同，边孔 １＃和 ４＃的
结果基本相同，因此后文以中孔 ２＃、边孔 １＃为例给出计算结果。以拦污栅断面为典型断面，分别给
出了出流工况各顶板扩张角进?出水口中孔和边孔拦污栅断面中垂线流速分布，如图 ６所示。为使研究
成果具有普适性，距底板距离按无量纲相对高度给出，即距底板距离 ｙ与孔口高度 Ｈ的比值。
由图可知，对于中孔而言，主流现象明显，随着顶板扩张角 α的增大，拦污栅断面的主流位置由
居中部逐渐向底部降低，断面流速分布由上下基本对称趋于底部大上部小的上下不对称。随着顶板扩
张角 α的增大，拦污栅断面最大流速值增大，最大流速位置逐渐降低。当顶板扩张角 α小于等于 ２．０°
时，拦污栅断面未出现反向流速，当顶板扩张角 α较大时，拦污栅断面上部出现反向流速，随着顶板
扩张角 α的增大，反向流速的范围和大小均逐渐增大。
对于边孔而言，其主流现象不明显。随着顶板扩张角 α增大，拦污栅断面流速分布由基本均匀逐
渐变为底部大上部小的不均匀分布；当顶板扩张角 α较大时，拦污栅断面主流位置明显趋于底部。与

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