阶梯溢洪道因其在大流量工况下能够增强消能并改善水流稳定性而在水利工程中得到广泛应用。本研究探讨了阶梯溢洪道中的交错阶梯如何影响水流特性。研究目标通过建立两个具有不同阶梯高度(3.6 和 7.2 cm)及构型的数值模型来实现。两个模型的纵坡(θ)均为 26.6°。模型在 2.23 至 43.4 l/s 的流量范围内进行了测试,以检验其水流特性。为了模拟湍流流动,在数值模拟中采用了重整化群(RG)湍流模型。研究结果表明,水跃长度从 10 m³/h 时的 15 cm 增加到 150 m³/h 时的 145 cm,数值模拟结果略微高估了 5–10%。相反,消能率随流量增加而降低,从 10 m³/h 时的 90% 下降到 150 m³/h 时的 54%。此外,研究还发现,增加阶梯高度会带来更大的消能率并缩短水跃长度,从而降低对消力池的要求。模拟与实验之间的差异保持在 ±3% 以内,证实了该模型在捕捉阶梯溢洪道中的水跃行为和消能方面的准确性。
Karim et al. (Wed,) 研究了这一问题。