第1章 概述 1
参考文献 3
第2章 空化与空蚀 5
2.1 空化与空蚀的概念 5
2.1.1 空化的概念 5
2.1.2 空蚀的概念 6
2.1.3 空蚀与空化研究中的重要物理量 6
2.2 影响空蚀的因素 7
2.3 空化与空蚀的机理 9
2.3.1 空化机理 9
2.3.2 空蚀机理 10
2.4 空蚀破坏实例 12
2.5 减免空化和空蚀的方法与措施 15
2.6 空化与空蚀的研究现状 16
参考文献 18
第3章 掺气水流 21
3.1 掺气的定义及分类 23
3.1.1 自掺气水流 23
3.1.2 强迫掺气水流 24
3.2 水流掺气的原因 27
3.3 水流掺气程度的描述 28
3.4 掺气水流的运动规律 28
3.5 水流掺气的工程意义 29
3.6 国内外对掺气水流的研究现状 29
参考文献 30
第4章 掺气减蚀 33
4.1 掺气减蚀原理 33
4.2 掺气减蚀发展现状 36
4.3 掺气减蚀的水力设计原则及应用条件 38
4.4 掺气减蚀设施 39
4.4.1 掺气减蚀设施体型及布置 39
4.4.2 掺气减蚀设施的水力学参数 42
4.5 掺气减蚀的研究方法 51
4.5.1 试验研究 52
4.5.2 数值模拟 55
4.5.3 正交设计方法在掺气坎体型设计中的应用 61
4.6 掺气减蚀设施研究中存在的问题 62
参考文献 63
第5章 低Fr数小底坡泄洪洞空腔回水问题研究 68
5.1 掺气设施空腔回水现象及其运行状态的描述 69
5.2 空腔回水的理论分析 71
5.2.1 空腔回水的形成机理 71
5.2.2 影响空腔回水的因素 72
5.3 空腔回水问题的研究现状 73
5.4 掺气坎体型研究 73
参考文献 76
第6章 低Fr数小底坡泄洪洞掺气坎选型试验研究 77
6.1 低Fr数大单宽缓底坡掺气坎的特点 77
6.2 大岗山水电站泄洪洞“局部陡坡＋槽式挑坎”试验研究 78
6.2.1 工程概况 78
6.2.2 试验目的与内容 79
6.2.3 试验模型设计 79
6.2.4 试验设备 81
6.2.5 掺气坎体型优化 82
6.2.6 掺气坎的选型优化——新型的“局部陡坡＋槽式挑坎” 98
6.2.7 小结 112
6.3 “局部陡坡＋槽式挑坎”在瀑布沟泄洪洞应用试验研究 114
6.3.1 工程概况 114
6.3.2 试验模型设计 118
6.3.3 掺气坎体型优化 119
6.3.4 “局部陡坡＋缓坡平台＋梯形槽挑坎掺气”设施水力特性分析 126
6.3.5 小结 147
第7章 低Fr数小底坡泄洪洞掺气坎选型数值模拟研究 148
7.1 低Fr数小底坡泄洪洞水力特性数值模拟方法 148
7.1.1 数学模型的选择 149
7.1.2 自由水面处理方法 154
7.1.3 边界条件及稳定性准则 157
7.1.4 网格及网格生成技术 159
7.1.5 数值求解算法 160
7.1.6 小结 165
7.2 “局部陡坡＋槽式挑坎”水力特性数值模拟研究 165
7.2.1 大岗山掺气设施水力学数值模拟 166
7.2.2 瀑布沟掺气设施水力学数值模拟计算 174
7.2.3 小结 206
参考文献 207
第8章 “局部陡坡＋槽式挑坎”体型优化设计 210
8.1 参数敏感性分析 211
8.1.1 敏感性分析 211
8.1.2 正交设计方法 211
8.2 正交试验设计分析方法 213
8.2.1 正交试验设计的基本原理 213
8.2.2 安排试验的原则 215
8.2.3 正交设计的特点 218
8.2.4 正交试验设计的基本步骤 220
8.3 “局部陡坡＋槽式挑坎”的正交设计 222
8.3.1 影响因素和考核指标的选择 222
8.3.2 数值试验安排 225
8.3.3 “局部陡坡＋槽式挑坎”各数值试验方案的水力特性分析 226
8.3.4 空腔特性的敏感度分析 239
8.4 正交优化的最优方案结果与试验建议方案比较 262
8.4.1 体型参数比较 264
8.4.2 水力特性比较 265
8.5 小结 270
参考文献 272