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武汉大学学报(工学版)2025年第10期:基于正交设计消力池内双层悬栅层距布置优化

来源:期刊VIP网 时间:


作者:牧振伟;周凯;赵乾;周镇;张红红;

单位:新疆农业大学水利与土木工程学院;新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室;

摘要:研究悬栅层距的变距特性研究有助于提升双层悬栅的使用效率。采用正交试验的方法,设计28组试验工况,将悬栅层距依次划分为D_1~D_8,并运用数值模拟及投影寻踪回归(projection pursuit regression, PPR)的方法进行分析。结果表明:消力池中双层悬栅层距的改变对池内水位差(最高水位与最低水位差值)影响较大,而对消能率的影响较小;双层悬栅D_1~D_8的最优布置参数分别为0.81H、0.27H、0.54H、0.81H、0.27H、0.54H、0.81H、0.27H(H为尾坎高度),相较于传统消力池,池内水位差变化率提升90.45%,消能率变化率提高2.84%;首根悬栅层距布置对水位差的影响最为显著,在0.27H~0.81H范围内,随着首根悬栅层距增大,消力池内最高与最低水位差值减小,且该差值与稳水效果呈正相关。研究结果可为同类悬栅层距布置提供理论依据。

关键词:双层悬栅;;正交试验;;数值模拟;;PPR;;水位差;;消能率

基金资助:国家自然科学基金项目(编号:52269019;51469031);; 新疆维吾尔自治区高校科研计划创新团队项目(编号:XJEDU2017T004)