浅俯淹没射流水力特性

潜底 的俯 角大 于入射 角 ；淹没射 流 区沿程 流速 衰减 率 大于 附壁射 流 区 ：淹 没射 流 区和 附壁 射 流 区沿
程 各垂 直 于主 流 的断 面流速 分布 具有 相似 性 或 自保 持 性 。
关 键词 ：浅俯 淹没射 流 ；淹 没射 流 区 ；附壁 射 流 区 ；水 力特性 ；粒 子成像 测速 ；淹 没射 流入 射 角 ；淹 没
射 流俯 角 ：水垫 塘
中图分 类 号 ：ＴＶ１３５．２ ３
文 献标 志码 ：Ａ 文章 编 号 ：１０００—１９８０（２０１８）０卜 ００７８—０５
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍ ｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ０ｆ
ｓｈａｌｌｏｗ ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｊｅｔ ｗｉｔｈ ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｇｌｅ
ｐｒｉｍａｒｙ ｆｌｏｗ ｈａｄ ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ ｏｒ ｓｅｌｆ－ｈｏｌｄｉｎｇ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｈａｌｌｏｗ ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｊｅｔ ｗｉｔｈ ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｇｌｅ；ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｐｌｕｎｇｅｄ ｊｅｔ ｒｅｇｉｏｎ；ｗａｌｌ ａｔｔａｃｈｅｄ ｊｅｔ ｒｅｇｉｏｎ；
ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｐｌｕｎｇｅｄ ｊｅｔ ｒｅｇｉｏｎ ａｎｄ ｗａｌｌ ａｔｔａｃｈｅｄ ｊｅｔ ｒｅｇｉｏｎ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ． Ｆｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｈａｌｌｏｗ ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｊｅｔ ｉｓｓｕｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｐｌｕｎｇｅ ｐｏｏｌ ｂｙ ａ ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ ａｎｇｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｄｉｖｅｄ ｊｅｔ ｗａｓ ｌａｒｇｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ ａｎｇｌｅ．Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｐｌｕｎｇｅｄ ｊｅｔ ｒｅｇｉｏｎ Ｗａｓ ｇｒｅａｔｅ，ｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｉｎ ｔｈｅ ｗａｌｌ ａｔｔａｃｈｅｄ ｊｅｔ ｒｅｇｉｏｎ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｅ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ ｐｅｒｐｅｎｄｉ（￣ｕｌａｒ ｔ（）ｔｈｅ
浅 俯 淹 没 射 流 水 力 特 性
张春 财 ，杜 宇 ，赵 润达
（１．长 沙理 工大学水利工程学院 ，湖南 长沙 ４１０１ １４；２．水沙科学与水灾害 防治湖南省重点 实验 室 ，湖南 长沙 ４１０１ １４； ３．湖南水 利水 电职业技术学院水利建筑工程 系 ，湖南 长沙 ４１０１３ １）
第 ４６卷第 １期 ２０１８年 １月
河 海 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｏｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）
ＤＯＩ：１０．３８７６／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—１９８０．２０１８．０１．０１２
Ｖｏ１．４６ Ｎｏ． Ｊａｎ．２０１ ８
ＺＨ ＡＮ Ｇ Ｃｈｕｎｃａｉ。 Ｄ Ｕ Ｙ ｕ ，ＺＨ Ａ Ｏ Ｒ ｕｎｄａ ’ ，
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏ ｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０１１４，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ—Ｓｅｄｉｍｅｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ Ｄｉｓａｓｔｅｒ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｏ ｆ Ｈｕｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，
ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｉｍａｇｅ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ；ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ ａｎｇｌｅ；ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｇｌｅ；ｗａｔｅｒ ｃｕｓｈｉｏｎ
在我 国西 部 山 区河 流上 修 建 的高坝 枢纽具 有 水头 高 、流量 大 、河 谷 窄 的特 点 ，其 下游 消 能 防 冲是 程 建 设 的关键性问题。传统底流消能在中、低水头电站得到广泛应用 ，但无法满足高坝大单宽泄洪功率 的要求 ，
Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０１１４，Ｃｈｉｎａ；
３．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏ ｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ＨｙｄｒｏＰｏｗｅｒ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０１３１，Ｃｈｉｎａ）
ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｄｉｓｔｒ ｉｂｕｔｉｏｎ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｏｃｉｔｙ ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ｆｌｏｗ．ｐａｔｈ ａｎｄ ｔｈｅ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ｆｌｏｗ ｉｎ ｔｈｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｈａｌｌｏｗ ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｊｅｔ ｗｉｔｈ ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｇｌｅ， ｄｅｔａｉｌｅｄ ｆｌｏｗｉｎｇ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｐｌｕｎｇｅ ｐｏｏｌ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｉｍａｇｅ Ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ（ＰＩＶ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ｌａｗ
摘 要 ：为探 讨 浅 附淹没射 流 的水 力特 性 ，采 用粒子 成像 测速技 术获得 水 垫塘精 细流 场 ，系统 分 析 淹
没射 流 区和 附壁 射 流 区纵 面二 维 流速 分布规 律 。通过 研 究 获得 了淹没 射 流 区和 附壁 射 流 区沿流程
流 速 衰减和 垂 直 于主流 断 面流速 分布 的公 式 。结 果表 明 ，浅俯淹 没射 流 沿入射 角射 入水 垫塘 ，射 流