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测量水-空气流量的新速度记录集

物理学 2022-08-31 23:59:14

苏黎世联邦理工学院Iris Mick ein撰写 在测量活动中,研究小组首先在225米高的卢兹佐大坝的隧道溢洪道上安装了16个定制探针

信用:BAUG VAW/苏黎世联邦理工学院 BAUG大学的研究人员首次测量了速度超过40米/秒的空气-水流

为此,在一座225米高的大坝的隧道溢洪道上进行了两次具有挑战性的测量活动,为此首先必须开发特殊的探头

有了新的数据,现有的设计准则可以得到验证,所谓的规模效应可以得到更准确的评估

这关系到水工建筑物的安全运行

高速空气-水流经常发生在水工建筑物中,如溢洪道或水坝的低水位出口

空气夹带影响空气-水混合物的流动特性,因此在设计这种结构时必须考虑

现有的设计指南主要基于小规模模型试验

然而,由于某些相关过程不能任意缩放,当从实验室放大到原型时,可能会出现所谓的缩放效应

因此,原型验证数据对大坝和水电结构的安全设计更为重要

然而,由于所涉及的巨大努力,这种空气-水流动的现场测量非常罕见

最近一次类似的测量可以追溯到20世纪70年代,当时的流速达到了20米/秒左右——这个范围现在也可以在小规模模型中进行研究

在为期三年的研究中,来自水力学、水文学和冰川学实验室的研究人员与澳大利亚新南威尔士大学水研究实验室的合作伙伴一起开发了特殊的测量仪器

这两次测量活动分别于2019年和2020年在瑞士卢兹佐大坝的隧道溢洪道进行

这项研究是朝着更好地理解空气-水流的尺度效应迈出的重要一步

它证实了与现有的经验设计方程对于一些整体空气-水流动特性(如平均空气浓度)的良好一致性,而更详细的特性(如液滴尺寸)受到尺度效应的显著影响

因此,该研究有助于改进安全相关水工结构的设计建议,如溢洪道和大坝低水位出口

信用:苏黎世联邦理工学院 这项研究发表在《水利工程杂志》上

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