新設計拱型梳子壩｜三維水流與應力比較

指定 SKP 新設計拱型梳子壩

假設傳統連續式防砂壩

一致色階可自行調整；低上限會飽和局部峰值，完整最大值仍列於數值區。主拉圖紅點為峰值單元中心。白線為各時點三維速度場積分的瞬時流線，非粒子或石塊運動軌跡。

消能與最大力的判讀

「水載重合力」、「附加撞擊需求」、「首次材料達限」及「最大容許力」是不同量。現階段列出的線彈性倍率不是工程容許力，亦不能當作流量或重現期倍率。

比較條件、通用方程與驗證限制

原拱型採指定模型；展直對照保持投影跨度、高程與混凝土總體積，徑向厚度作修正，孔口投影會改變。傳統連續壩與原設計同跨度、基礎深度、低溢口高程；混凝土體積與截面不同，不能把所有差異歸因於曲率。

流體解 ∇·u=0、含重力及湍流應力的三維動量方程與水相體積率輸運；壁面 p→t=−pn；結構解 K u=f自重+fCFD。主拉=max(λmax(σ),0)，主壓=max(−λmin(σ),0)。每時點結構為靜力求解，未含撞擊慣性、動力裂縫及雙向耦合。

消能控制體採共同入口／出口，水相機械能通量 P=∑ρ αΦ[p/ρ+gz+|u|²/2]，扣除控制體動能與位能儲存變化。包含模型及數值耗散，不能單稱水躍效率。

壩底與兩側固定；材料 E≈19.692 GPa、ν=0.2、ρ=2400 kg/m³，假設 ft=2 MPa、圖說 fc=27.459 MPa。未含揚壓、岩盤柔度、接縫、配筋、接觸壓碎、裂縫軟化、輸砂與顆粒土石流。局部薄片與角點需進一步處理，現有網格不能給最大容許力。