特斯拉阀鱼道与竖缝式鱼道水力特性数值模拟研究及可行性分析.pdf

中国农村水利水电

ChinaRuralWaterandHydropower81

文章编号：1007-2284（2024）11-0081-07水环境与水生态

特斯拉阀鱼道与竖缝式鱼道水力特性

数值模拟研究及可行性分析

黎伟1，2，谭聪宇1，2

（1.西南石油大学机电工程学院，四川成都610500；2.石油天然气装备教育部重点实验室，四川成都610500）

摘要：为探究特斯拉阀鱼道和两种竖缝式鱼道能否满足鱼类洄游条件，基于Fluent采用标准RNGk-ε湍流模型和

VOF多相流对自由水面进行捕捉的方法，对3种鱼道池室流场进行三维湍流数值模拟，主要采用相同的边界条件研究3

种鱼道的水力特性对四大家鱼洄游的影响。分析得出，3种鱼道主流明确，流态分区明显，从底层到高层，主流流态越来

越不明显，流速呈减小趋势。双侧竖缝式鱼道、异侧布置竖缝式鱼道和特斯拉阀鱼道的平均流速分别为0.49、0.45和

0.69m/s，平均回流区占比分别为0.67、0.71、0.69，最大流速分别为1.24、1.49、1.54m/s。双侧竖缝式鱼道、异侧布置竖缝式

鱼道和特斯拉阀鱼道的断面最大流速分别为1.09、1.38、1.54m/s，断面平均流速为0.75、0.57、0.85m/s。双侧竖缝式鱼道

2222

最大湍动能0.054m/s出现在上层水体隔板后方，其余绝大部分区域湍动能小于0.05m/s；异侧布置竖缝式鱼道最大湍

2222

动能0.072m/s出现在上层水体竖缝出口处，其余绝大部分区域湍动能小于0.05m/s；特斯拉阀鱼道最大湍动能0.221

2222

m/s出现在上层水体的单元回路中，主干道的绝大部分区域湍动能小于0.05m/s。分析得出3种鱼道的流速、流态满足

鱼类洄游条件，3种鱼道预计鱼类洄游路线区域的湍动能满足鱼类洄游条件，本文研究成果可为以后的鱼道结构设计提

供思路。

关键词：竖缝式鱼道；特斯拉阀鱼道；数值模拟；水力特性；流场

中图分类号：TV131文献标识码：ADOI：10.12396/znsd.240509

黎伟，谭聪宇.特斯拉阀鱼道与竖缝式鱼道水力特性数值模拟研究及可行性分析［J］.中国农村水利水电，2024（11）：81-87+94.DOI：

10.12396/znsd.240509.

LIW，TANCY.Numericalsimulationstudyandfeasibilityanalysisofhydrauliccharacteristicsofteslavalvefishwayandverticalslitfishway

［J］.ChinaRuralWaterandHydropower，2024（11）：81-87+94.DOI：10.12396/znsd.240509.

NumericalSimulationStudyandFeasibilityAnalysisofHydr