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消力池是底流消能中常见的一种消能工方式,因为低佛汝德数底流消能消能率通常较低,消力池工程量往往较大,因此,通常需设置各种型式的辅助消能工。近年来,我国学者对辅助消能工水力特性研究较多,并取得了一些研究成果。悬栅消能工是一种消能率较高的新型辅助消能工,但消力池内依靠水跃和悬栅共同消能,使其不同于设置悬栅的泄水陡槽,且悬栅消能工和其它辅助消能工联合运用情况,经查阅相关文献,未见报道。本文以新疆迪那河五一水库水工模型为例,拟采用模型试验和数值模拟方法对悬栅消能工、梯形墩辅助消能工运用情况进行水力特性和消能研究。通过五一水库工程导流兼排砂洞和溢洪洞消力池模型试验和数值模拟,最终确定了消力池内悬栅消能工最优体型、最佳合理高度和间距。在校核流量(Q=773.18m3/s)下,以导流兼排砂洞消力池最终方案(17根悬栅)为例,利用流体力学计算软件FLUENT,建立悬栅消力池三维数学模型。结果表明水面高程﹑底板压强﹑断面平均流速数值模拟计算值与模型实测值吻合较好,验证了数值模拟计算准确性。通过改变导流兼泄洪排砂洞消力池内悬栅体型、高度、间距等参数,设计9种悬栅消能工数值模拟方案,最终确定消力池内悬栅消能工最优体型为矩形,最佳高度应使悬栅与消力池尾坎同高,悬栅最佳间距应不小于一个漩涡的长度。将悬栅消能工最佳参数应用到溢洪洞消力池中,首次将悬栅和梯形墩两种辅助消能工联合运用组成综合式消力池,解决在单独设置梯形墩情况下,水流溢出池外,不能形成淹没水跃的问题。经数值模拟计算得到悬栅——梯形墩消力池内详细流场,如池内流速分布﹑压强分布﹑池内水面线变化及典型断面水深等。悬栅——梯形墩消力池内最大压强位置和负压区范围的确定,为辅助消能工结构计算和设置合理掺气减蚀措施提供参考,溢洪洞悬栅——梯形墩消力池成功验证了悬栅消能工最佳参数的正确性、合理性。