最小能耗率理论与泵站引水河段流速分布优化研究

随着南水北调跨流域调水工程的逐步推进和泵站改造的进一步实施，要求大型泵站在保证安全可靠运行的同时，还要做到高效节能。大量的灌溉排水泵站和城市、企业供排水泵站的引河中总是存在着回流和漩涡，这些回流或漩涡严重时会影响泵站的正常运行和安全运行。为确保泵站的安全运行和高效率运行，节能降耗，采用多种导流措施来调整水流，取得了成功。但是对这些导流措施的机理和水流动力理论研究不够。本文从水流最小阻力原理入手，通过理论分析、数值模拟计算和必要的实验，深入探讨水流的流动规律，研究水流的运动与能量耗散的关系，研究影响水流流动形态、流速分布的不同因素，建立泵站引河段内的流速分布和水流能量耗散的联系。在此基础上研究引河段的边界对水流能量耗散的影响，确立水流能量耗散和流速分布的内在联系，映证、拓展和完善最小能量耗散理论，具有重要的学术意义和应用价值。