基于CFD的挑流泄洪霧化特性研究

薛萬云，楊家修，杜帥群，吳時強，吳修鋒，張陸陳，龐博慧，戴江玉

(1.南京水利科學研究院水文水資源及水利工程科學國家重點實驗室，江蘇 南京 210029；2.中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081；3.華能瀾滄江水電股份有限公司，云南 昆明 650214)

水電工程在泄洪過程中易產生泄洪霧化現象[1-4]，霧化由電站下游局部區域產生的霧流和降雨構成，其影響包括霧化降雨和霧流兩個方面的影響，已有研究表明霧化降雨對工程的影響更大。霧化降雨強度較自然降雨大，對樞紐建筑物、兩岸交通、邊坡穩定等產生重要影響。因此需要準確預報霧化降雨影響范圍及降雨強度，以期提前做好防護措施。

從挑流泄洪霧化的形成機理看[5-6]，主要有兩個源項，即水舌在空中運動所形成的霧化以及水舌入水激濺所引起的霧化。從量級上看，水舌在空中運動所形成的霧化由于其源動力為紊動動能，霧化強度較低；而水舌入水激濺所形成的霧化由于其源動力來自時均動能與紊動動能，因而其霧化更為強烈，可認為是霧化的主要源項[7]。

泄洪霧化受水工建筑物布置、泄流條件、氣象條件及下游地形條件等的綜合影響，不易對泄洪霧化進行直接數值模擬，現階段大多采用物理模型預測泄洪霧化范圍，物理模型試驗能對某區域霧化水流運動進行定量描述，但因霧化水流前后各段性質差異較大及兩相流運動的復雜性，在模型比尺選擇等方面仍存在問題。……