“山”形自闭式水封水密特性仿真计算与试验研究

为改善传统充压伸缩式水封机械加压方式所带来的闸门结构复杂和不耐久的问题,设计了一种利用水封在库水作用下自身的大变形主动完成封水的自闭式新型水封,从而取消机械加压,这种水封设计的关键是对各种工况下水封的变形进行准确预估。基于水封橡胶材料的非线性张量本构关系、几何大变形非线性特征、接触非线性特征、以某尖头“山”形水封为例,利用连续介质有限元计算方法对该种水封进行了自闭的仿真计算,并以室内试验加以验证。实践表明：“山”形橡胶水封能实现较好的自闭,且大大削减了闸门充压水封装置的建造成本、便利了工程维护、提高了耐久性,具有较大的应用价值。     

拍式浮体闸门充压水封仿真计算研究

为了得到充压伸缩框型水封在不同线荷载下运行时水封背腔所需的充压值及相应的水封变形断面和封头接触属性,首先通过一种非线性近似方法得到各工况下框形水封各段的线压力,将三维问题转化为平面问题;然后通过仿真计算求得各充压值下的水封线压力和变形属性,反过来便是所求结果。计算结果表明,拍门充压水封较传统挤压水封在中低水头(一般水头)下具有更好的封水性能,又因其利于拍门缓冲和人为控制,因此具备较好的应用前景。     

概率法计算含自闭式冲洗阀给水管道的设计流量

含大便器自闭式冲洗阀给水管道的设计流量,不同版本《建筑给水排水设计规范》中计算公式差异巨大,提出采用概率法计算其设计流量.分析计算了纯冲洗阀的“单一器具系统”与多种器具并存的“混合器具系统”.对于“单一器具系统”,采用正态分布模型近似计算;对于“混合器具系统”,分别采用正态分布模型近似计算、二项分布模型精确计算;推导出含冲洗阀管路设计流量公式的通式.研究结果表明:含冲洗阀管路应单列计算冲洗阀产生的流量;可采用正态分布简化计算;概率法计算含冲洗阀管路的设计流量科学、准确,且与实测流量相符.     

先导式泄压阀水力瞬变的仿真

先导式泄压阀是一种先进的防水击危害的智能水力装置,具有根据管道水压的变化自动做出开启或者关闭的功能.本文建立泄压阀水力瞬变流量、水压与泄压阀开度的函数关系,提出泄压阀主阀开度响应水压变化的递进模型,并设计出计算机数值仿真先导式泄压阀响应水压变化的动作过程的方法和程序.最后,以实际工程为例,研究了管道承受负压的能力,以及...     

埋藏式压力钢管加劲环抗外压稳定计算方法的比较与应用

对埋藏式压力钢管加劲环的抗外压稳定分析,国内外常用的计算方法有Amstutz法、Jacob-sen法和《水电站压力钢管设计规范》(NB/T 35056—2015)(以下简称《规范》)中的强度公式。对这三种计算方法进行了比较分析,得到以下结论:Amstutz公式和Jacobsen公式计算的临界外压力随缝隙值的增大而减小,《规范》强度公式没有考虑缝隙值的影响,其计算得到的临界外压力与缝隙值无关;三种方法计算所得的临界外压力均随加劲环高度、管壁厚度和钢材屈服强度的增大而增大,随加劲环间距的增大而减小;《规范》强度公式计算所得的加劲环临界外压力相对Amstutz公式和Jacobsen公式较小,采用《规范》强度公式在外水头小于130 m时明显偏保守,经过比较分析后,建议将Jacobsen法作为国内钢管设计规范中埋藏式压力钢管加劲环抗外压稳定的主要计算方法之一。     

基于自钻式旁压试验的黏性土孔压变化研究

土孔隙水压力的准确测量有助于清楚地认识加压过程中孔隙水压力的变化规律,对工程实践具有重要的指导意义。剑桥自钻式旁压仪是英国Cambridge Insitu公司生产的一种先进的原位测试仪器,能够在加压过程中准确测量土的孔隙水压力。通过对两类土性相差较大黏性土的自钻式旁压试验及孔隙水压力的数据分析,认为：在加荷过程中,软黏性土的有效应力呈单调增大趋势,产生的孔隙水压力先增大,后减小;硬黏性土中产生的孔隙水压力变化幅度明显小于软黏性土,但其孔隙水压力的绝对值要比后者大得多。上述分析结果表明土的强度和刚度是影响孔隙水压力变化的重要因素。     

一种新型静止无功补偿器控制系统的设计与仿真

分析了SVC的基本组成和工作原理,设计了一种新型的SVC控制系统,并运用PSCAD/EMTDC仿真软件对控制系统中的主要功能,如电压控制模式、恒导纳控制模式、慢速导纳控制以及增益优化等环节进行了数字建模,并提出了MSC/MSR软投切控制,实现了SVC无功输出的无缝变化。仿真结果表明该SVC控制系统具有良好跟踪设定参考值变化的能力;当系统发生故障时,控制系统调节快速,能迅速抑制电压波动,并使故障恢复后的系统能平稳过渡到稳定工况,从而说明所建仿真模型的正确性。     

一种新型冲洗式沉沙池的设计探讨

对各种类型沉沙池及适用条件进行分析的基础上,通过在沉沙池的首部加调流板、在溢流堰上沿水流方向设溢流槽、对冲沙廊道进行改进并设置辅助冲沙设施这3个方面对传统沉沙池进行了改进。提出了一种新型冲洗式沉沙池,并进行了模型试验。试验结果证明,这种新型冲洗式沉沙池可以大大提高沉沙池对悬移质泥沙 的沉淀效率,并有利于泥沙的排除。     

一种多站召唤式在线微机开票系统的设计与实现

为了解决现有的在线微机开票系统普遍存在的实时数据可靠性不高和面向多站开票时效率低的问题，提出了一种多站召唤式在线微机开票系统的设计思想和实现方法。该系统的实时数据获取基于3层结构和召唤式的方法，即只在特定的一些时刻有选择性地获取相应变电站的相关实时数据,这样既保证了在多站开票时现场和开票系统数据的一致性，又大大减轻了网络和服务器的负担。另外，系统还引入了实时数据校核机制，提高了数据可靠性和安全性。     

旋流式竖井泄洪洞水力要素的数值模拟与试验研究

通过水气二相流(VOF)方法的标准k-ε双方程紊流数值模型对旋流式竖井泄洪洞的水面线、压力、流速、紊动能及紊动耗散率等重要的水力要素进行数值模拟并通过试验对计算结果进行比较分析,结果表明:计算值与实际测量值吻合比较好,验证了VOF方法的标准k-ε双方程对旋流式竖井泄洪洞水力要素模拟的可行性.     

拍门半圆形大截面水封有限元仿真计算研究

拍门框形水封的受力方式决定了其计算方法与传统的启闭式闸门水封不同,一般需三维建模。鉴于直接建立拍门水封的三维模型进行仿真计算在技术上难以克服高度非线性问题,计算难以收敛,故结合框形水封线压力的近似计算和水封断面二维有限元计算,通过反查线压力曲线得到拍门水封计算的近似结果,从而克服了框形水封三维仿真的技术难题。     

某电站坝后式厂房引水系统设计及有限元分析

采用有限单元法,对某电站坝后式厂房引水系统进行了静动力承载特性研究,从而确定了坝后背管的布置形式、结构形式、厂坝分缝处过缝措施等。对引水系统正常运行和抗震安全性进行了评价,并确定相应的工程措施,以供相似工程参考。     

混凝土防渗墙模型试验与有限元模拟结果对比

通过室内防渗墙模型槽试验,以及采用三维有限元法对模型试验的模拟,对模型试验结果和模拟计算结果进行了对比,从而分析防渗墙的应力变形,验证现有有限元计算方法的合理性。结果表明:随着模型表面压力的增大,防渗墙内应力逐渐增大,而且上部增大速率明显比下部大;廊道对防渗墙顶的应力有显著增大效应,在廊道与防渗墙接触处应力最大,应力随着防渗墙埋深方向呈减小趋势,呈板桩受力特点;有限元计算的防渗墙应力与试验实测应力在整体趋势上相近,在数值上差异较大;目前常用的有限元计算模拟方法有一定合理性。     

后止水平面钢闸门结构加固有限元分析

后止水平面钢闸门顶梁、边梁同时承受水压力和其他承重结构传递的力,从而导致顶梁、边梁应力较大且复杂。为改善顶梁、边梁的受力状态,使闸门安全平稳运行,采用加设隔板的方式对闸门结构进行加固,可增大顶梁、边梁惯性矩,从而减小边梁、顶梁最大应力及最大变形。以某水利工程中的后止水平面钢闸门为例,通过ANSYS有限元进行校核分析,表明加固效果较为明显。对比加固前后顶梁、边梁的应力和变形量可知,加固后顶梁、边梁的应力和变形量比加固前皆减小,可见隔板加固方式改善了顶梁、边梁的受力状态,更有利于后止水闸门的安全运行。从分析结果可以看出,通过加设隔板对顶梁、边梁进行结构加固的方法切实可行。     

关于周边缝止水结构设计的探讨

周边缝是面板坝十分关键的部位，受坝体变形及水压力的作用，将产生张开、沉降和错动三向位移．对高坝，因水头高，位移植更大，其止水的性能将直接影响坝体的运行．国内外已建工程大多采用表面塑性止水、中部PVC、底部铜片三道止水，近年来又在顶部铺填粉煤灰或粉细砂，以期在底部反滤的作用下，缝自动淤堵，起到辅助防渗的作用．但常这不到预期的效果，亦很难适应大变位的条件，对其逐步加以改进将是十分必要的．本文以几个工程实例及试验研究成果为例，对止水结构的型式进行了讨论．     

水库水温计算的有限元解法

用基于加权余量法的有限单元法对一维水库水温模型的控制方程进行离散,并且将形函数作为权函数,得到计算水库水温的伽辽金有限元方程。根据工程实践,库底边界条件可取为绝热边界条件。考虑到水面掺混作用,水面边界满足太阳辐射和水面蒸发等条件。通过对龙滩工程水库水温的计算结果表明,用有限元法计算水库水温有较高的精度和可靠性。     

重力坝三维有限元仿真分析

采用三维有限元软件（ANSYS）对大坪菁水库主坝进行了受力分析。结果表明：坝体的应力符合有限元计算的一般规律,计算结果反映了重力坝的实际应力分布情况。运用有限元软件（ANSYS）进行重力坝应力计算可节约时间,提高工作效率,有较大的实用价值。     

钢筋混凝土岔管结构有限元仿真分析

采用有限单元法对某水电站钢筋混凝土岔管进行了受力分析,在计算过程中,共考虑了施工和运行过程中的6种组合工况,计算出了各种工况下混凝土岔管及围岩的应力分布。并对计算结果进行了分析说明。     

三益水库重力坝三维有限元仿真分析

结合工程实例,采用三维有限元软件(ANSYS)对重力坝在不同工况下的应力应变进行了分析。结果表明,坝体的应力应变分布符合有限元计算的一般规律,并对控制工况进行了等效应力计算,得出了一些有意义的结论。