管道空间转折的角度计算

在水电站、水泵站压力管道以及其它管道的设计中,经常会遇到管道需要作空间转折,而且转折大多不在竖直平面内,也不在水平平面内,而是在空间斜平面内完成。 本文不涉及空间弯管的几何计算,目的只是建立空间转角与平面、竖直转角的关系式。因此,管轴线看作在转点连接的空间折线即可。     

空间弯管圆心角及弧长的计算

受地质地形条件的限制，山区引水式电站压力钢管常布置成空间弯管形式，以减少水头损失及钢管长度，在已知转弯半径Ｒ，弯管下段直管立角α１，上段直管立角α２及上下直管的水平夹角α３的条件下，求弯管圆心角及弧长是一个比较繁杂的空间问题，通过公式推导，给出了一般位置空间弯管圆心角θ及弧长Ｌ的计算公式。     

矩形断面收缩水深的直接计算方法

矩形断面收缩水深的计算需求解高次隐函数方程,理论上无解析解,传统的图解法或者试算法计算过程复杂,费时费力.通过对矩形断面收缩水深的基本方程进行恒等变形,得到快速收敛的迭代公式;再与合理的迭代初值配合使用,得到矩形断面收缩水深的直接计算公式.误差分析及实例计算表明,在工程常用范围内,收缩水深的最大相对误差仅为0.28%,直接计算公式形式简捷、精度高、适用范围广.     

那兰水电站引水系统空间弯管的安装

以云南省那兰水电站压力钢管中的空间弯管安装为例,着重介绍空间弯管控制点的计算及管口中心点的安装尺寸检查方法。     

标准马蹄形断面正常水深的直接近似计算公式

针对目前标准马蹄形断面正常水深计算过程烦琐、公式复杂的缺陷,对标准马蹄形断面均匀流基本方程进行数学变换,根据水工隧洞设计规范的要求和工程实际应用情况确定公式的适用范围,应用拟合优化原理得到标准马蹄形断面正常水深的简捷、实用的计算公式。计算结果表明:在工程常用范围内计算的正常水深最大相对误差为0.585%,整个区间内95%以上的计算点相对误差小于0.20%,精度较高,能够满足工程实践的需要。     

压力管道空间弯管转角计算的两种方法

压力管道空间弯管转角计算,可采用向量法和AUTOCAD作图法进行。向量法便于计算机编写程序,由计算机自动完成空间转角的计算,快速而准确。AUTOCAD作图法求空间转角较为形象直观。     

一种常用水库水温计算经验公式的改进研究

东勘院法是在总结新安江、新丰江等水库水温分布规律基础上,经统计分析得出的常用于计算水库垂向月均水温的经验公式。该方法用于计算其他区域不同类型水库水温时,存在一定的偏差:一是1~3月垂向水温存在不合理的温跃层;二是对于水深大于40 m的水库,总是出现一个滞温层,温跃层和滞温层的交界面基本分布在水深40 m左右。为减小计算偏差,本研究通过分析东勘院法主要参数n、x取值对计算结果的影响,对参数n、x的取值进行了优化改进。通过国内多个水库水温资料验证,表明:改进后的东勘院法可明显提高水温预测精度。     

抛物线形断面渠道收缩水深的直接计算方法

通过对抛物线形断面收缩水深的基本方程进行恒等变形,得到了快速收敛的迭代公式,再与合理的迭代初值配合使用,得到抛物线形断面收缩水深的直接计算公式.误差分析及实例计算表明,在工程常用范围内,收缩水深的最大相对误差仅为0.12%,直接计算公式形式简捷、精度高、适用范围广.     

确定碎裂岩体综合内摩擦角的一种新方法

碎裂岩体具有风化破碎、裂隙充分发育的特征,可以通过测量边坡休止角的方法确定碎裂岩体的综合内摩擦角。根据碎裂岩体的平面分布与坡面形态,将碎裂岩体边坡的坡面形态概化为4种模型,并采用数理统计的方法确定综合内摩擦角。采用新方法对某工程坝址区碎裂岩体的综合内摩擦角进行了计算,结果表明:新方法充分考虑了各种因素作用下坡面形态的不规则性,该方法确定的综合内摩擦角符合实际情况。     

介绍一种水电站压力钢管经济直径计算的新公式

水电站压力钢管是引水系统中重要的组成部分,通过它不仅将电站需要的流量安全地输送给水轮机,而且必须做到技术上可行,经济上合理。因此在设计水电站压力钢管时,首先应该解决经济直径这一基本问题。众所周知,在流量一定的条件下,钢管直径与管内流速、水头损失、造价、施工运行和     

虹吸式出水流道水力性能数值计算湍流模型适用性

为寻求适用于大型低扬程泵站虹吸式出水流道水力性能数值计算的湍流模型,首先采用透明流道模型对某低扬程泵站虹吸式出水流道进行了试验研究,测试了流道水头损失并分析了流道内流态; 在网格无关性分析的基础上,选择常用的一方程湍流模型(S-A湍流模型)、二方程湍流模型(k-ε湍流模型、k-ω湍流模型)及Reynolds Stress湍流模型分别对该虹吸式出水流道水力性能进行了三维湍流流动数值计算,并将计算结果与模型试验结果进行比较。结果表明:与一方程湍流模型和Reynolds Stress湍流模型相比,二方程湍流模型在虹吸式出水流道水头损失的计算中更具优越性,采用Standard k-ε,Realizable k-ε和SST k-ω等3种二方程湍流模型计算得到的流道水头损失相对误差小于3%,其中,Standard k-ε湍流模型计算得到的流场与模型试验结果最吻合。     

三维阶谱有限元法在倒虹吸工程温度场中的应用研究

引入了阶谱单元基函数,对非稳定温度场的有限元算法进行了改进,给出了确定虚结点的温度初值和边界值的方法,编制了相应的计算程序,并应用于某大型倒虹吸工程的混凝土施工仿真计算。与常规有限元方法的对比结果表明,在网格稀疏的情况下,阶谱有限元法计算的特征点温度历时曲线和温度场等值线与准确值吻合得较好,而常规有限元法则误差相对较大,采用阶谱有限元法对大体积混凝土结构进行非稳定温度场计算,可以在保证计算精度的前提下减少单元数量,从而明显降低前处理和计算的时间成本。     

三维有限元渗流模拟计算在水库安全评价中的应用研究

本文先介绍了有限元在土木工程中的发展过程以及渗流研究现状,然后以云南省允楞水库为例,对水库安全评价中的渗流分析进行三维有限元渗流模拟计算,计算结果跟实测值比较,说明三维有限元渗流模拟在渗流分析中的可行性。     

大直径预应力砼管在倒虹吸管工程中的应用

论述了大直径预应力砼管的工程特性，比较了钢筋砼管与预应力砼管在工程应用中的优劣，并通过工程实例，介绍大直径预应力砼管在水利工程倒虹吸管工程中应用时有关参数的计算方法，预应力砼管施工技术和质量检验方法。     

三维激光扫描技术在新建水库库容计算中的应用

三维激光扫描技术作为一种全新的高精度测绘技术,可以快速、精确、数字化地测量目标物的三维数据,从而得到了全新的研究和应用。本文简单介绍了三维激光扫描技术的工作原理,并结合清远抽水蓄能电站上水库,阐述了现场扫描、点云拼接及虑噪、三维建模的过程。结果表明,将三维激光扫描技术应用于新建水库库容的计算,能够更为准确地测量地形,提高库容计算精度。     

各向异性地质体精细三维建模的新方法

为建立精度更高的各向异性地质体模型,并更直观地呈现其空间分布优选方位,通过对克里金插值与离散平滑插值方法及相关软件的分析,提出联合这2种插值方法对各向异性地质体的精细三维建模方法流程:数据收集整理——各向异性取点克里金插值——误差分析——离散平滑插值三维建模。以上海东部某新近吹填区下伏软弱层(4)层土层为三维建模对象,直观地呈现出了建模区(4)层土层的空间分布优选方位,为该区地基处理、地质灾害(如地面沉降)防治等工程提供了可靠度更高的参考依据。     

蒙特卡罗法的一种快速计算:在势流问题中的应用

本文针对过去用蒙特卡罗方法做大范围、多节点的势流计算时计算量大、速度较慢,尤其是在游动次数增加以后,这种缺点就表现的非常明显的问题,提出了一种可以进行大范围、多节点计算的快速计算方法,同时提出了一种以角度为转移标准的转移概率,并给出了相应的随机游动模型和相应的算例加以验证。计算结果表明,本文提出的改进方法和原来传统的蒙特卡罗方法相比,在保持相同随机游动次数的情况下,计算时间大大减少。本文提出的方法不仅缩短了蒙特卡罗方法求解的时间,而且拓宽了蒙特卡罗方法的应用。     

FLAC3D在边坡稳定分析中的应用

针对极限平衡法对边坡进行稳定分析时不能解决边坡分析的变形问题。利用FLAC3D软件内嵌的强度折减法对某一土质边坡进行数值模拟。通过模拟可以得到边坡的安全系数以及边坡土体的应力场、位移场的变化规律,得出最大位移所在的位置。结果表明,FLAC3D在解决边坡稳定分析的变形方面有着较大的优势。     

抛物线断面河渠正常水深的近似计算公式

抛物线断面河渠正常水深方程形式复杂,解析解求解困难。通过对抛物线形渠道正常水深方程进行恒等变形,对已知量进行整合,得到快速收敛的无量纲迭代方程式,再用优化拟合分析的方法选取迭代初值,由不动点迭代法提出了无量纲正常水深近似计算公式。误差分析结果表明：抛物线形断面河渠正常水深近似计算公式简单、精确,在工程常用范围内相对误差小于1%,满足工程要求。