CN107869129B - 立轴旋涡试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种立轴旋涡试验方法，包括如下步骤：从空腔的下方的多个进水区域向所述空腔中通入水；位于多个所述进水区域内侧的出水区域出水；当所述空腔中进水量与出水量平衡时，逐渐减小所述空腔的进水量；当所述空腔中水的液面高度小于临界淹没深度时，所述空腔中产生旋涡；有效的解决目前旋涡的产生研究存在困难、无法实现预判的问题，实现旋涡产生机理的研究，方便对实际工程中旋涡产生的预判，进而避免水利工程中的旋涡产生及旋涡的破坏影响，提高水利工程的安全系数。

Description

立轴旋涡试验方法

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，特别是涉及立轴旋涡试验方法。

背景技术

漩涡运动是自然界中一种较常见的现象，所有的流体包括气体、液体等在外力扰动时都有可能产生漩涡，如天气现象中的“龙卷风”就是空气扰动产生的一种漩涡。水流扰动产生的漩涡更是随处可见，如抽水马桶中的水流，洗手池中的水流等我们都可能经常见到水流漩涡的产生。

对于水利工程中的引水设施，一旦产生漩涡，特别是产生贯通性漩涡时，对工程的运行效率甚至工程安全的影响都是巨大的，如贯通性漩涡会显著降低引水流量，另一方面就是漩涡可能携带气体进入水工设施的工作空间，导致工作效率降低，设置引起气蚀破坏，导致工程事故。

水工建筑物进水口前形成立轴旋涡是较常见的水力现象。污物通过旋涡过多地吸附到拦污栅上会产生较大的水头损失。在发电引水管道、导流隧洞、泵站、溢洪道等进水口前经常发生立轴旋涡现象，不仅恶化进口流态，减小过流能力，而且严重时会引起机组或结构物的振动，降低发电效率。研究表明指出旋涡挟带1％的空气会导致离心泵的效率下降15％。更为严重的是：旋涡对水电站运行极其有害，它将空气带入进水口引水管道和水轮机室加剧了水流脉动，从而增大了脉动压力幅变，并可能引起闸门振动或造成建筑物的空蚀。因此近年来国内外学者对旋涡问题进行了许多模型试验与原型观测研究。例如在漫湾、黄坛口、托海、宝珠寺、石头河、水口、紫坪铺、南水北调东线的穿黄工程、三峡水电站的进口处等一批水电工程的模型试验中出现过立轴旋涡。因此，研究旋涡产生机理，以及对实际工程中旋涡产生的预判，避免水利工程中的旋涡产生及旋涡破坏带来的影响是亟需解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对目前旋涡的产生研究存在困难的问题，提供一种能够模拟旋涡产生的立轴旋涡试验方法。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种立轴旋涡试验方法，包括如下步骤：

从空腔的下方的多个进水区域向所述空腔中通入水；

位于多个所述进水区域内侧的出水区域出水；

当所述空腔中进水量与出水量平衡时，逐渐减小所述空腔的进水量；

当所述空腔中水的液面高度小于临界淹没深度时，所述空腔中产生旋涡。

在其中一个实施例中，所述立轴旋涡试验方法还包括如下步骤：

当逐渐增加所述空腔的进水量时，所述空腔中水的液面高度逐渐增加，旋涡逐渐消灭。

在其中一个实施例中，所述从空腔的下方的多个进水区域向所述空腔中通入水的步骤包括如下步骤：

采用垂向进水方式向所述空腔中通入水；

水经过多个所述进水区域中的多个垂向进水区域进入所述空腔中。

在其中一个实施例中，所述采用垂向进水方式向所述空腔中通入水包括如下步骤：

水分配流动到对应多个所述垂向进水区域的位置后进行均压；

均压后，水经所述垂向进水区域进入所述空腔中。

在其中一个实施例中，调节水分配时的流量，以逐渐增加或减少采用垂向进水方式向所述空腔中通入水的进水量。

在其中一个实施例中，所述从空腔的下方的多个进水区域向所述空腔中通入水的步骤还包括如下步骤：

采用斜向进水方式向所述空腔中通入水；

水经过多个所述进水区域中位于所述垂向进水区域外侧的多个斜向进水区域进入所述空腔中。

在其中一个实施例中，所述采用斜向进水方式向所述空腔中通入水包括如下步骤：

水分配流动到对应多个所述斜向进水区域的位置后进行均压；

均压后，水经所述斜向进水区域进入所述空腔中。

在其中一个实施例中，调节水分配时的流量，以逐渐增加或减少采用斜向进水方式向所述空腔中通入水的进水量。

在其中一个实施例中，先采用垂向进水方式向所述空腔中通入水，再采用斜向进水方式向所述空腔中通入水；

或者，同时采用垂向进水方式与斜向进水方式向所述空腔中通入水。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果为：

本发明的立轴旋涡试验方法，从空腔的下方的多个进水区域向空腔中通入水，同时，水从空腔的出水出水区域中流出；当空腔的进水量与出水孔的出水量平衡时，逐渐减小空腔的进水量，空腔中的液面高度逐渐降低；当空腔中的液面高度低于临界淹没深度时，空腔中产生旋涡，并随着液面高度的逐渐降低，旋涡逐渐变大；有效的解决目前旋涡的产生研究存在困难、无法实现预判的问题，实现旋涡产生机理的研究，方便对实际工程中旋涡产生的预判，进而避免水利工程中的旋涡产生及旋涡的破坏影响，提高水利工程的安全系数。

附图说明

图1为本发明一实施例的立轴旋涡试验方法的流程图；

图2为本发明的立轴旋涡试验方法所应用的立轴旋涡试验装置；

图3为图2所示的立轴旋涡试验装置的局部剖开结构示意图；

图4为图1所示的立轴旋涡试验方法一实施方式的流程图；

图5为图1所示的立轴旋涡试验方法另一实施方式的流程图；

其中：

100-立轴旋涡试验装置；

110-试验组件；

111-桶体；

112-挡板；

1121-垂向进水孔；

1122-出水孔；

1123-斜向进水孔；

120-垂向进水组件；

121-垂向进水管；

122-垂向配水管；

1221-垂向环形配水管；

1222-垂向竖直配水管；

123-垂向进水阀；

130-均压部件；

131-垂向均压腔室；

132-斜向均压腔室；

140-斜向进水组件；

141-斜向进水管；

142-斜向配水管；

1421-斜向环形配水管；

1422-斜向竖直配水管；

143-斜向进水阀。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的立轴旋涡试验方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，图1为本发明一实施例的立轴旋涡试验方法的流程图。本发明提供了一种立轴旋涡试验方法，采用该立轴涡旋试验方法能够对旋涡的产生及消灭进行研究与模拟，进而研究旋涡的机理，以及对实际工程中旋涡产生及消灭的预判，进而避免水利工程中的旋涡产生及旋涡的破坏影响，提高水利工程的安全系数。在本实施例中，立轴涡旋试验方法所使用的试验材料是水，当然，在本发明的其他实施方式中，立轴涡旋试验方法所使用的试验材料还可以为油或者其他类型的流体。本发明的立轴旋涡试验方法是基于立轴试验装置实现的，如图2和图3所示，图2为本发明的立轴旋涡试验方法所应用的立轴旋涡试验装置100，图3为图2所示的立轴旋涡试验装置100的局部剖开结构示意图。

在本发明中，立轴旋涡试验方法包括如下步骤：

从空腔的下方的多个进水区域向所述空腔中通入水；

位于多个所述进水区域内侧的出水区域出水；

当所述空腔中进水量与出水量平衡时，逐渐减小所述空腔的进水量；

当所述空腔中水的液面高度小于临界淹没深度时，所述空腔中产生旋涡。

水从空腔的下方的多个进水区域进入，同时通过出水区域流出。而且，出水区域位于进水区域内侧，即多个进水区域围绕出水区域设置，能够保证空腔中各处的水量基本均匀，方便测量空腔中的液面高度。同时，还能保证水进入到空腔中的流速平稳均匀，方便模拟旋涡的产生。当空腔中的进水量与出水量平衡时，不会产生旋涡，此时逐渐减小空腔的进水量，空腔中的液面高度逐渐降低；当空腔中的液面高度低于临界淹没深度时，空腔中产生旋涡，并随着液面高度的逐渐降低，旋涡逐渐变大，实现旋涡产生的模拟。

在本实施例中，空腔是指图2所示的立轴旋涡试验装置100包括试验组件110中的桶体111。当然，在本发明的其他实施方式中，空腔还可以指其他用于模拟旋涡产生的容器的空间。试验组件110还包括设置于桶体111底部的挡板112。出水区域是指挡板112上开设的出水孔1122，多个进水区域是指挡板112上开设的多个垂向进水孔1121，垂向进水孔1121及出水孔1122均与桶体111的内部连通，多个垂向进水孔1121围绕出水孔1122设置。采用立轴旋涡试验装置100进行旋涡模拟试验时，从桶体111的下方经垂向进水孔1121向桶体111中通入水，同时，桶体111还通过出水孔1122出水；当桶体111中的进水量与出水孔1122的出水量达到平衡时，桶体111中水的液面高度大于临界淹没深度，此时，桶体111中无旋涡产生。随后逐渐减小桶体111中的进水量，桶体111中水的液面高度逐渐降低。当桶体111中的液面高度低于临界淹没深度时，桶体111中产生旋涡；并且，随着液面高度的逐渐降低，旋涡逐渐变大。此时，即可实现旋涡产生的机理研究。

进一步地，所述立轴旋涡试验方法还包括如下步骤：

当逐渐增加所述空腔的进水量时，所述空腔中水的液面高度逐渐增加，旋涡逐渐消灭。

当旋涡产生并逐渐变大后，逐渐增加空腔的进水量，使得空腔中水的液面高度逐渐增加，旋涡开始逐渐变小；当空腔中的液面高度高于临界淹没深度时，旋涡消灭。此时，即可实现旋涡消灭的机理研究。

本发明的立轴旋涡试验方法对旋涡的产生与消灭进行模拟，进而得到旋涡产生与消灭的过程，同时还对旋涡产生的条件进行研究与分析，得到旋涡产生与消灭的机理，进而对实际工程中旋涡产生的预判，进而避免水利工程中的旋涡产生及旋涡的破坏影响，提高水利工程的安全系数。同时，还能够得出临界淹没深度与出水孔1122的直径之间的关系，使得本发明的立轴旋涡试验装置100模拟的情况能够与实际的水利工程情况相换算，从而根据具体的水利工程实际的来流情况设计专用的临界淹没深度计算公式，确保水利工程的安全、顺利运行。

作为一种可实施方式，所述从空腔的下方的多个进水区域向所述空腔中通入水的步骤包括如下步骤：

采用垂向进水方式向所述空腔中通入水；

水经过多个所述进水区域中的多个垂向进水区域进入所述空腔中。

采用垂向进水方式向空腔中通入水，空腔中的水不存在涡量，此时，能够研究不存在涡量的情况下旋涡产生与消灭的模拟。水通过多个进水区域中的多个垂向进水区域进入到空腔中，能够保证空腔中各处的水量基本均匀，方便测量空腔中的液面高度。同时，还能保证水进入到空腔中的流速平稳均匀，方便模拟旋涡的产生与消灭。

进水区域中的垂向进水区域是指垂向进水孔1121。本发明的立轴旋涡试验方法的垂向进水方式采用垂向进水组件120向桶体111中送水。垂向进水组件120分别与垂向进水孔1121连通，水通过垂向进水组件120经垂向进水孔1121进入桶体111中。垂向进水组件120向试验组件110中送水，水通过垂向进水组件120经垂向进水孔1121进入到桶体111中，同时，桶体111中的水通过出水孔1122流出。而且，出水孔1122位于挡板112的中部区域，多个垂向进水孔1121围绕出水孔1122均匀分布，这样能够保证桶体111中各处的水量基本均匀，方便测量桶体111中的液面高度。同时，还能保证水进入到桶体111中的流速平稳均匀，方便模拟旋涡的产生与消灭。垂向进水组件120通过挡板112上的垂向进水孔1121向桶体111中通入水，同时，桶体111还通过出水孔1122出水；当垂向进水组件120的进水量与出水孔1122的出水量达到平衡时，桶体111中水的液面高度大于临界淹没深度，此时，桶体111中无旋涡产生。随后逐渐减小垂向进水组件120的进水量，当垂向进水组件120的进水量小于出水孔1122的出水量时，桶体111中的液面高度逐渐降低，当桶体111中的液面高度低于临界淹没深度时，旋涡产生，并随着液面高度的逐渐降低，旋涡逐渐变大；随后逐渐增加垂向进水组件120的进水量，桶体111中的液面高度逐渐升高，旋涡也会逐渐变小；当桶体111中的液面高度高于临界淹没深度时，旋涡消灭。

进一步地，所述采用垂向进水方式向所述空腔中通入水包括如下步骤：

水分配流动到对应多个所述垂向进水区域的位置后进行均压；

均压后，水经所述垂向进水区域进入所述空腔中。

采用垂向进水方向向空腔中通入水时，水先流动到对应进水区域的位置后，再经垂向进水区域进入到空腔中，这样能够使得水通过多个垂向进水区域分别向空腔中通入水，保证空腔中的液面高度不会出现太大偏差，方便测量空腔中的液面高度，而且，避免垂向进水导致空腔中的水产生涡量，保证试验数据准确，保证得到的出水孔1122直径、水的涡量及临界淹没深度之间的关系准确，方便应用到具体的水利工程的设计中。水经过均匀后能够进一步保证流速均匀，保证空腔中的水流动稳定。

其中，垂向进水组件120包括垂向进水管121及垂向配水管122，垂向进水管121与垂向配水管122连通，垂向配水管122远离垂向进水管121的一端与均压部件130的垂向均压腔室131连通。垂向进水管121的一端与水源连接，垂向进水管121的另一端与垂向配水管122的一端连接，垂向配水管122的另一端与均压部件130连接，使得垂向配水管122与垂向均压腔室131连通。水通过垂向进水管121进入到垂向配水管122中，通过垂向配水管122进入到垂向均压腔室131中，继而通过挡板112上的垂向进水孔1121进入到桶体111中。垂向配水管122包括垂向环形配水管1221及多个垂向竖直配水管1222，多个垂向竖直配水管1222分别设置于垂向环形配水管1221上，垂向环形配水管1221与垂向进水管121连通，多个垂向竖直配水管1222分别与均压部件130的垂向均压腔室131连通。水通过垂向进水管121先进入到垂向环形配水管1221上，垂向环形配水管1221能够使得水均匀的进入到多个垂向竖直进水管中，这样能够避免垂向进水管121只能向其中一个或某几个垂向竖直配水管1222送水导致的桶体111中进水不均的情况发生，进一步保证垂向进水组件120向桶体111中送水的压力均匀，保证水流动平稳，进而保证桶体111中水的高度均匀，方便测量桶体111中的液面高度，而且，避免垂向进水导致桶体111中的水产生涡量，保证试验数据准确，保证得到的出水孔1122直径、水的涡量及临界淹没深度之间的关系准确，方便应用到具体的水利工程的设计中。

再进一步地，调节水分配时的流量，以逐渐增加或减少采用垂向进水方式向所述空气中通入水的进水量。

也就是调节水在均压步骤前的进水量，这样能够调节水经垂向进水方式进入空腔的进水量，这样能够实现空腔中水的液面高度的调节，进而调节水的实际液面高度与临界淹没深度之间的关系，以实现旋涡产生与消灭的模拟。

调节水分配时的流量即为调节垂向进水管121中水的流量，是通过垂向进水管121上的垂向进水阀123调节的，垂向进水阀123的打开与关闭能够实现垂向进水管121的通断，同时，调节垂向进水阀123还能实现垂向进水管121中水量的调节，进而调节桶体111中水量的多少，以调节液面高度，方便旋涡产生与消灭的模拟。

采用立轴旋涡试验方法试验时，全打开垂向进水阀123，水通过垂向进水管121进入经垂向环形配水管1221及垂向竖直配水管1222后进入均压部件130中，再通过垂向进水孔1121进入到桶体111中，同时桶体111中的水因自重从出水孔1122流出，由于垂向进水组件120的进水流量最大，出水孔1122的出口流量由桶体111内的水深确定，此时桶体111中的进出水达到平衡，桶体111中的实际液面高度大于临界淹没深度，无旋涡产生。然后，逐渐关闭垂向进水管121上的垂向进水阀123，减小进水流量，桶体111内的实际液面高度也会降低，当液面深度小于临界淹没深度时，桶体111内会逐渐产生旋涡。随着桶体111中的水逐渐变浅，液面高度逐渐降低，水形成的旋涡会逐渐增大。此时，再逐渐开大垂向进水阀123，桶体111中的数量逐渐增加，液面高度逐渐升高，随着水深的增加旋涡也会逐渐变小，直到桶体111中的实际液面高度大于临界淹没深度时，旋涡消灭。

参见图4和图5，图4为图1所示的立轴旋涡试验方法一实施方式的流程图，图5为图1所示的立轴旋涡试验方法另一实施方式的流程图。作为一种可实施方式，所述从空腔的下方的多个进水区域向所述空腔中通入水的步骤还包括如下步骤：

采用斜向进水方式向所述空腔中通入水；

水经过多个所述进水区域中位于所述垂向进水区域外侧的多个斜向进水区域进入所述空腔中。

采用斜向进水方式向空腔中通入水，能够使空腔中的水存在涡量，此时，能够研究存在涡量的情况下旋涡产生与消灭的模拟，方便模拟各种情况下旋涡的产生与消灭。水通过多个进水区域中位于垂向进水区域中的多个斜向进水区域进入到空腔中，即垂向进水区域位于斜向进水区域的内侧，这样能够保证空腔中各处的水量基本均匀，方便测量空腔中的液面高度。同时，还能保证水进入到空腔中的流速平稳均匀，方便模拟旋涡的产生与消灭。

图2所示的立轴试验装置还包括斜向进水组件140。本发明的立轴旋涡试验方法的垂向进水方式还采用斜向进水组件140向桶体111中送水，以增加桶体111中水的涡量，继而实现不同水运动的情况下旋涡产生与消灭的模拟。斜向进水组件140分别与挡板112上的斜向进水孔1123连通，水通过斜向进水组件140经斜向进水孔1123进入桶体111中。斜向进水组件140向桶体111中送水，水通过斜向进水组件140经斜向进水孔1123进入到桶体111中。在垂向进水组件120进行模拟实验的基础上(如上述实验过程)，打开斜向进水组件140，斜向进水组件140通过斜向进水孔1123向桶体111中斜向进水。由于多个斜向进水孔1123是围绕垂向进水孔1121设置的，这样能够使得斜向进水孔1123进的水对垂向进水孔1121进的水产生扰动，继而产生初始涡量，进而实现不同水运动的情况下旋涡产生与消灭的模拟，方便应用到不同情况的水利工程中。需要说明的是，涡量是通过桶体111内水的横向流动速度来测量的。桶体111中水的初始涡量不同，所对应的临界淹没深度也不同，初始涡量越小，临界淹没深度越高；初始涡量越大，临界淹没深度越低。对应实际的水利工程而言，旋转涡量较大的水压，水深足够也容易产生旋涡。

进一步地，所述采用斜向进水方式向所述空腔中通入水包括如下步骤：

水分配流动到对应多个所述斜向进水区域的位置后进行均压；

均压后，水经所述斜向进水区域进入所述空腔中。

采用斜向进水方向向空腔中通入水时，水先流动到对应进水区域的位置后，再经斜向进水区域进入到空腔中，这样能够使得水通过多个斜向进水区域分别向空腔中通入水，保证空腔中的液面高度不会出现太大偏差，方便测量空腔中的液面高度，而且，还能在空腔中的水产生涡量，方便模拟不同情况下旋涡的产生，得到不同情况下出水孔1122直径、水的涡量及临界淹没深度之间的关系，方便应用到具体的水利工程的设计中。水经过均匀后能够进一步保证流速均匀，保证空腔中的水流动稳定。

斜向进水组件140包括斜向进水管141及斜向配水管142，斜向进水管141与斜向配水管142连通，斜向配水管142远离斜向进水管141的一端与斜向均压腔室132连通。斜向进水管141的一端与水源连接，斜向进水管141的另一端与斜向配水管142的一端连接，斜向配水管142的另一端与均压部件130连接，使得斜向配水管142与斜向均压腔室132连通。水通过斜向进水管141进入到斜向配水管142中，通过斜向配水管142进入到斜向均压腔室132中，继而通过挡板112上的斜向进水孔1123进入到桶体111中。其中，斜向配水管142包括斜向环形配水管1421及多个斜向竖直配水管1422，多个斜向竖直配水管1422分别设置于斜向环形配水管1421上，斜向环形配水管1421与斜向进水管141连通，多个斜向竖直配水管1422分别与均压部件130的斜向均压腔室132连通。水通过斜向进水管141先进入到斜向环形配水管1421上，斜向环形配水管1421能够使得水均匀的进入到多个斜向竖直进水管中，这样能够避免斜向进水管141只能向其中一个或某几个斜向竖直配水管1422送水导致的桶体111中进水不均的情况发生，进一步保证斜向进水组件140向桶体111中送水的压力均匀，保证水流动平稳，进而保证桶体111中水的高度均匀，方便测量桶体111中的液面高度，而且，避免斜向进水导致桶体111中的水产生涡量，保证试验数据准确，保证得到的出水孔1122直径、水的涡量及临界淹没深度之间的关系准确，方便应用到具体的水利工程的设计中。

再进一步地，调节水分配的流量，以逐渐增加或减少采用斜向进水方式向所述空腔中通入水的进水量。

也就是调节水在均压步骤前的进水量，这样能够调节水经斜向进水方式进入空腔的进水量，这样能够实现空腔中水的液面高度的调节，进而调节水的实际液面高度与临界淹没深度之间的关系，以实现旋涡产生与消灭的模拟。

调节水分配的流量即为调节斜向进水管141中水的流量，是通过斜向进水管141上的斜向进水阀143调节的，斜向进水阀143的打开与关闭能够实现斜向进水管141的通断，同时，调节斜向进水阀143还能实现斜向进水管141中水量的调节，进而调节桶体111中水的涡量的多少，以调节液面高度，方便不同情况下旋涡产生与消灭的模拟。

如图4所示，作为一种可实施方式，先采用垂向进水方式向所述空腔中通入水，再采用斜向进水方式向所述空腔中通入水。即先采用垂向进水组件120向桶体111中通入水，再采用斜向进水组件140向桶体111中通入水，以增加水的涡量，方便模拟水运动不同情况下的旋涡产生与消灭。参见图5，当然，在本发明的其他实施方式中，也可同时采用垂向进水方式与斜向进水方式向所述空腔中通入水。这样也能够增加水的涡量，方便模拟水运动不同情况下的旋涡产生与消灭。

本发明的立轴旋涡试验方法控制垂向进水组件120和斜向进水组件140改变桶体111中水的涡量及临界淹没深度，从而实现旋涡的产生与消灭的模拟；试验人员通过观测可得到整个旋涡产生与消灭的过程，并对旋涡的产生与消灭条件进行研究与分析，揭示旋涡产生与消灭的机理，研究建立旋涡形成与影响因素之间的关系，实现对实际工程中旋涡产生的预判，避免水利工程中旋涡产生及旋涡破坏的影响。而且，采用上述方式还能够得到涡量、出水孔1122直径及临界淹没深度之间的关系，使得本发明的立轴旋涡试验装置100模拟的情况能够与实际的水利工程情况相换算，从而根据具体的水利工程实际的来流情况设计专用的临界淹没深度计算公式，确保水利工程的安全、顺利运行。另一方面，在教学与科研工作中，本发明的立轴旋涡试验装置100还可用于验证广泛应用于水利工程临界淹没深度设计的经验公式(Gardon)：

其中，S为临济淹没深度(m)；D为工程出水孔1122的直径(m)；v为出水孔1122的水流速度(m/s)；c为系数，垂向出水取0.55，侧向出水取0.73。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书的记载范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种立轴旋涡试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

从空腔的下方的多个进水区域向所述空腔中通入水；

位于多个所述进水区域内侧的出水区域出水；

当所述空腔中进水量与出水量平衡时，逐渐减小所述空腔的进水量；

当所述空腔中水的液面高度小于临界淹没深度时，所述空腔中产生旋涡；

所述从空腔的下方的多个进水区域向所述空腔中通入水的步骤包括如下步骤：

采用垂向进水方式向所述空腔中通入水；

水经过多个所述进水区域中的多个垂向进水区域进入所述空腔中；

所述从空腔的下方的多个进水区域向所述空腔中通入水的步骤还包括如下步骤：

采用斜向进水方式向所述空腔中通入水；

水经过多个所述进水区域中位于所述垂向进水区域外侧的多个斜向进水区域进入所述空腔中，以使所述空腔中的水存在涡量；

其中，所述采用垂向进水方式向所述空腔中通入水包括如下步骤：

水分配流动到对应多个所述垂向进水区域的位置后进行均压；

均压后，水经所述垂向进水区域进入所述空腔中。

2.根据权利要求1所述的立轴旋涡试验方法，其特征在于，所述立轴旋涡试验方法还包括如下步骤：

当逐渐增加所述空腔的进水量时，所述空腔中水的液面高度逐渐增加，旋涡逐渐消灭。

3.根据权利要求1所述的立轴旋涡试验方法，其特征在于，调节水分配时的流量，以逐渐增加或减少采用垂向进水方式向所述空腔中通入水的进水量。

4.根据权利要求1至3任一项所述的立轴旋涡试验方法，其特征在于，所述采用斜向进水方式向所述空腔中通入水包括如下步骤：

水分配流动到对应多个所述斜向进水区域的位置后进行均压；

均压后，水经所述斜向进水区域进入所述空腔中。

5.根据权利要求4所述的立轴旋涡试验方法，其特征在于，调节水分配时的流量，以逐渐增加或减少采用斜向进水方式向所述空腔中通入水的进水量。

6.根据权利要求5所述的立轴旋涡试验方法，其特征在于，先采用垂向进水方式向所述空腔中通入水，再采用斜向进水方式向所述空腔中通入水；

或者，同时采用垂向进水方式与斜向进水方式向所述空腔中通入水。