【摘 要】
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环形掺气坎是设置于泄洪洞竖井中的掺气减蚀技术，为明晰不同的水力学方法对其下部水气两相流特性研究的适宜性，该文以公伯峡水电站泄洪竖井为例，结合原型观测、模型试验和数值模拟三种水力学研究方法，研究了不同方法对泄洪竖井内水力特性的适宜性。结果表明：3种方法均能准确反映进口段水流流态；数值模拟在压强、掺气特性、通风特性和消能率等方面的模拟结果较为准确；模型试验因缩尺效应等原因不能完全反映竖井段的水气掺混效
【基金项目】
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国家自然科学基金（51509123,52069011）； 甘肃省教育厅产业支撑计划（2021CYZC-27）； 兰州理工大学红柳优秀青年人才支持计划～～；
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环形掺气坎是设置于泄洪洞竖井中的掺气减蚀技术，为明晰不同的水力学方法对其下部水气两相流特性研究的适宜性，该文以公伯峡水电站泄洪竖井为例，结合原型观测、模型试验和数值模拟三种水力学研究方法，研究了不同方法对泄洪竖井内水力特性的适宜性。结果表明：3种方法均能准确反映进口段水流流态；数值模拟在压强、掺气特性、通风特性和消能率等方面的模拟结果较为准确；模型试验因缩尺效应等原因不能完全反映竖井段的水气掺混效果，使其难以准确反映竖井内水气两相流流动规律。工程设计中应结合多种水力学研究方法共同研究，以确保结果的准确性。
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为明晰数学模型对泄洪竖井内水气两相流模拟的适宜性，以公伯峡水电站泄洪竖井为例，结合模型试验结果，研究了3种不同数学模型对环形掺气坎下部竖井内流态、压强、流速、通风量、掺气浓度等特性模拟的适宜性。结果表明，局部-VOF模型适宜于模拟竖井内空腔区和水气混掺区流态、环状空腔长度和断面掺气浓度；局部-混合模型能较好地模拟水气两相流衰减，因而对水气掺混区下部壁面压强和流速的模拟具有较好的适宜性；整体-VOF
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