多孔介质石笼在Ogee溢流坝消力池中的能量消散效果研究

《Scientific Reports》：CFD investigation of a novel gabion-based porous medium configuration for energy dissipation in ogee spillway stilling basins

　　

摘要

Ogee溢流坝能够提供非常大的泄流量，在土木工程中被广泛应用，但Ogee溢流坝产生的高速水流可能对下游结构造成严重危害。本研究旨在评估在Ogee溢流坝底部的消力池中添加多孔介质（均匀石笼和十字形石笼，孔隙率分别为30%、40%和50%）消散能量的潜力。与光滑床面配置相比，均匀石笼配置的相对能量消散最大改善幅度约为65%，十字形石笼配置的改善幅度约为46%。此外，添加多孔介质使下游弗劳德数显著降低至91%–98%，表明水流可从超临界流转变为亚临界流。而且，使用石笼多孔介质提供了一种新的廉价且水力学有效的混凝土消力池替代方案，其水力学效率可显著降低建设成本。