排灌机械工程学报

作者：张曜, 尹进步, 何红, 刘洹, 龚刚

单位：1. 西北农林科技大学水利与建筑工程学院, 陕西 杨凌 712100; 2. 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司, 贵州 贵阳 550081

关键词：高海拔地区,掺气设施,空腔回水,数值模拟

基金：国家自然科学基金资助项目(51279170)

为了解低气压环境如何增大空蚀破坏的风险,对高海拔地区泄洪底孔掺气设施进行数值模拟研究,对比分析不同两相流模型、不同环境气压对掺气水流数值模拟的影响.结果表明:Eulerian模型更适合掺气水流的模拟;低环境气压会导致掺气浓度降低,所以高海拔地区掺气水流的模拟有必要考虑低环境气压的影响.并根据初步研究结果,基于Eulerian模型,采用62 932 Pa当地大气压对该泄洪底孔掺气设施进行数值模拟研究.针对原体型出现空腔回水且通气不畅的问题,通过增大通气孔尺寸和底坡采用局部变坡进行体型优化,最终确定2.0 m通气孔+局部变坡体型2为推荐体型.采用量纲一数λ,即回水面积与空腔面积之比,定量表征回水程度,并通过对比分析不同体型的流态、回水程度λ、掺气特性以及通气特性,发现增大通气孔面积和采用局部变坡体型有助于抑制回水现象,回水程度λ逐渐减小,掺气效果逐渐提高.

来源：2026年第1期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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