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抽水蓄能电站输水系统中的竖井式进／出水口和岔管都具有双向水流的特点，在电站的设计中具有举足轻重的地位，研究它们的合理体型对于抽水蓄能电站安全设计和经济效益有重要意义。本文结合工程实例，以理论分析为基础，数值计算为指导，模型试验为依据，对竖井式进／出水口体型进行优化和“卜”型岔管水流特征进行研究。竖井式进／出水口体型优化中，模型试验研究内容包括研究数值计算中较难精确的水头损失系数、流速、旋涡环流流态等方面；数值计算则侧重于模型试验所难实现的内部流场水流流态、优化体型方案等内容。“卜”型岔管水流特征研究中，模型试验研究内容包括水头损失系数、测点压力分布及流速分布等方面；三维数值计算则侧重于流速场和压力场的研究。竖井式进／出水口体型优化和“卜”型岔管水流特征研究中，模型实验和数值计算都是相互补充，相互验证。本文的主要工作有： 1、将竖井式进／出水口概化为轴对称模型，应用雷诺应力模型(RSM)和自由面常采用的VOF法，对抽水和发电工况下竖井扩散段、孔口、防涡梁下的水流流动特性进行了数值模拟。数值计算结果的合理性得到了模型试验结果的验证，这表明轴对称模型接近三维模型的模拟精度，为竖井式进／出水口优化提供可靠、详细的依据，从而提高了模型试验的效率。 2、通过水工模型试验，对多种竖井式进／出水口水头损失、流速分布、旋涡情况进行研究比较，并结合数值模拟提供的成果和优化方向，为实际工程提供了经济、合理、安全的优化体型。研究中首创了阶梯防涡梁，具有防涡性能好、水头损失小的优点，对工程有十分重要的应用价值。 3、数值计算采用Reynolds应力方程模型(RSM)的湍流模型，计算过程应用有限体积法和二阶迎风格式对模型试验进行离散，速度场与压力的耦合采用了Simplec，从而实现了三维岔管的数值计算，所提供的压力场、流速场、水头损失等水流特征成果与模型试验结果较为吻合，说明计算结果比较可靠。 4、通过对“卜”型岔管模型试验的设计、制作和试验，取得了不同工况的水流流态、水头损失、压力分布等水流特性资料，验证了某“卜”型岔管设计的合理性，为运行调度提供了参考资料。试验中发现并在数值计算中成功模拟了二次流流态，试验结果对“卜”型岔管及其它型式的水流研究和岔管优化有十分重要的参考价值。关键词竖井式进出水口;“卜”型岔管;体型优化;数值模拟;RsM模型;水头损失系数;水力特性:二次流