抽水蓄能电站尾水事故闸门-门槽流固耦合动力特性研究

来源：水资源与水工程学报杂志2024年第6期北京时间：

作者：高志伟，冯慧慧，谢丽生，刁楠，丁鹏程

单位：（1.河海大学机电工程学院,2.上海勘测设计研究院有限公司

摘要：在实际工程中，抽水蓄能电站尾水事故闸门与门槽关系密切，在水流脉动作用下二者相互影响，形成一个整体。为了研究门槽对闸门的影响机制，以我国某大型抽水蓄能电站尾水事故闸门为例，采用ANSYS Workbench软件对其开展流固耦合动力特性研究。构建了考虑门槽存在与否的两种水体流场模型，对比了在不同开度（10%~80%）下，有、无门槽的流固耦合模型底部流场压力、流速以及闸门各构件应力、位移等物理要素的变化。结果表明：随着闸门开度的增大，两种水体作用下的闸门构件的等效应力和位移均逐渐减小；在开度较小的区间内，即便是微小的开度变化也会对闸门应力、变形参数产生显著影响；门槽的存在显著影响了流场区域的压力和流速分布，导致了低压区的分布变化、流速的增大和流体分层现象的加剧；考虑门槽模型时，闸门各构件的最大位移和应力均显著大于不考虑门槽模型时各构件的最大位移和应力。采用闸门-门槽体系模型可以更加准确而全面地评估抽水蓄能工程高水头平面事故闸门的流固耦合动力学特性。

关键词：尾水事故闸门,门槽,流固耦合,有限元分析,抽水蓄能电站

基金资助：中央高校基本科研业务费专项资金项目（B220202025）；常州市科技计划项目（CJ20220099）；国家自然科学基金项目(51705131)