京港澳高速对老王坡滞洪区的影响分析

老王坡滞洪区位于河南省驻马店市西平县境内,京港澳高速漯河至驻马店段南北贯穿其中,区内路基长8.80 km、高2.50~5 m,跨淤泥河桥长210 m,其余16座桥涵共长407 m。漯驻段高速于1999年开工建设,2001年建成通车,当时并未开展防洪影响评价工作,文章通过建立一、二维耦合数学模型,模拟京港澳高速建设前后两种工况下的50 a一遇设计洪水淹没演进过程,对滞洪区最大滞洪量、滞洪水位、淹没面积和退水时间方面进行对比分析,以了解京港澳高速修建对老王坡滞洪区运用产生的影响。     

大凌河流域初始水权分配实践评价

结合大凌河流域初始水权分配实践,从分配范围、分配机制、分配原则、分配模型等方面,对现有研究成果进行全面梳理。在此基础上,结合大凌河流域特点,借鉴我国流域水资源配置评价指标体系,从公平性、效率性、可持续发展、政府宏观调控4个维度,设计了一套水权分配评价指标体系,进而构建了初始水权分配实践效果的耦合评价模型,并应用于大凌河流域。结果表明,在政府和大凌河流域水行政管理部门的宏观调控作用下,通过加强大凌河流域所在区域的政治民主协商,流域内各区域水权分配结果充分体现了与其社会经济发展之间的匹配性,且各区域之间的耦合协同发展效度均达到较高水平。     

湄洲湾电厂爆破振动控制

为控制湄洲湾电厂水下钻爆工程中爆破振动影响,结合规范和现场试验反馈制订了振动控制标准。采用NUBOX-6016爆破测振仪对爆破作业进行振动跟踪监测,由爆破振速监测数据的反馈对每次爆破的最大单响药量作适当调整。通过控制最大单响药量、优化爆破网络等措施有效控制了爆破振动危害,避免了施工扰民发生。     

电动汽车无线充电系统的建模与分析

由2个空心耦合电感构建的电动汽车无线充电系统进行建模,并且进行了模型分析,研究了影响系统效率和传输功率的参数,推导了输出功率、效率和阻抗的方程。利用空心耦合电感的漏感补偿技术对模型进行优化,该系统由2个空心线圈与谐振电容串联而成,且设置线圈尺寸明显大于线圈之间的距离。甚至在错位的情况下,也能提供一个恰当的耦合系数。该配置允许电动汽车的充电接收装置与电能发送装置间距等于一个典型车辆间隙,且无需精确定位,这使得无线电动汽车充电更加便利。理论分析已通过仿真实验验证。     

设抗震增强体的桩基础力学特性的原位试验研究

在过去的大地震中,许多桩基础因强烈振动和地基变形而遭受结构性破坏,因而提出一种既可以应用于新建桩基础,也可以应用于现有桩基础的抗震加固方法,即采用地基加固技术在桩基础中设置抗震增强体,以与桩基础的钢筋混凝土承台形成双层抗弯结构。采用等比例模型原位水平载荷试验和振动试验以及开挖检查等方法,对抗震加固的力学特性和构建质量进行加固前后的对比研究,进而证实了该加固方法的有效性和可行性,为同类工程起到了一定的参考意义。     

水布垭电厂机组穿越振动区次数明显增加的原因

鉴于水布垭电厂机组频繁穿越振动区,会引起机组零部件金属和焊缝中疲劳破坏区的形成和扩大,从而使之发生裂纹,甚至损坏而报废等。为避免水布垭电厂频繁穿越振动区,引起机组损坏,分析了引起机组穿越振动区的原因,提出了解决措施,使机组运行在最优工况下。     

高地热高地应力水工隧洞衬砌稳定性研究

以新疆塔什库尔干河齐热哈塔尔水电站引水隧洞为例,使用ANSYS Workbench软件建立了热-固耦合分析模型,采用数值模拟的方法分析了高地热、高地应力、压力水头311.49 m条件下,水工隧洞运行期衬砌的稳定性。结果表明:隔热层的设置能明显改善一期混凝土衬砌的受力情况,衬砌平均主应力减小约46%,但对二期混凝土几乎没有影响,且衬砌结构的平均位移增大约14%;设置隔热层能显著提高一期混凝土的安全性,但二期混凝土除两底角安全系数大于1外,其余部位的安全系数仍小于1;隔热层+一期混凝土+二期混凝土组成的支护结构有其合理之处,但必须使用高性能混凝土提高支护结构的抗裂性能,才能满足工程安全的要求。     

基于多重网格的地表水文与二维水动力动态双向耦合模型研究

针对流域洪涝模拟模型的计算精度、格式稳定性及计算效率等问题,本文提出基于多重网格技术的地表水文与二维水动力动态双向耦合模型(M-DBCM)。地表水文模型采用非线性水库法模拟降雨产流和径流;二维水动力模型采用浅水方程模拟洪水演进过程。采用不同分辨率的网格划分计算区域,在粗网格区域采用地表水文模型模拟降雨径流过程;在细网格区域采用二维水动力模型模拟洪涝积水区的水流运动。地表水文和二维水动力模型通过内部耦合移动界面(Coupling Moving Interface, CMI)实现无缝连接,保证通过CMI的水量和动量等通量守恒,提高模型的模拟精度。采用时间显式格式同时求解地表水文和水动力模型,在不同区域采用不同的计算时间步长,以提高模型的计算效率。通过典型案例验证本文构建的耦合模型的性能,结果表明本文提出的动态双向耦合模型能够在保证模拟精度的同时提高计算效率。     

水中运行设备共振幅频特性研究

在水力机械等淹没水中设备的运行中,常遇到剧烈振动造成设备损坏等故障,多认为由共振引起。本文首先对单自由度简谐振动系统自由振动、强迫振动方程的稳态振动解进行无量纲化处理,计算出不同阻尼比条件下的共振频率比、共振幅值比,发现阻尼比、共振频率比、共振幅值比三者之间存在一一对应的单调变化关系,并据此提出了分别测量设备在水中及空气中的自由振动频率,假定空气中自由振动频率为设备固有频率,再依次确定水中阻尼比和共振幅值比的反求式估算方法。本研究采用敲击法进行了混流式水轮机模型转轮水中及空气中自由振动频率测试,发现其水中自由振动频率比空气中低,其水中一阶自由振动频率与空气中一阶自由振动频率之比约为0.758~0.872;如假定该值为水中自由振动频率比,可计算出相应的水中阻尼比为0.652~0.490,共振幅值比约为1.01~1.17。本研究还进行了中间固定两侧悬臂梁在空气及水中的真实共振试验,在两侧悬臂梁计算固有频率附近均发生明显共振,发现水中共振频率比空气中明显降低,用反求法获得的水中共振幅值比小于2,水中共振幅值对空气中初始振动幅值放大倍数也非常小,进一步说明水中共振时对激振幅值的放大作用非常有限。     

设调压室水电站输水发电系统耦合振荡特性研究

设调压室水电站输水发电系统是复杂的水机电耦合系统,目前对耦合系统的振荡特性以及各个子系统间的耦合作用关系尚不明晰。本文首先将整个水电站系统分为“引水隧洞-调压室”子系统和“压力管道-机组”子系统,针对“压力管道-机组”子系统的稳定性提出了耦合振荡域的概念并推导了其解析公式,然后结合特征值分析法和数值模拟揭示了耦合系统的振荡特性,最后运用频域分析法探究了两个子系统间的幅频特性及相互作用关系,提出了衡量系统耦合振荡稳定性的定量指标。结果表明：当调速器参数在耦合振荡域外取值时,水电站系统恒不稳定,因此调速器参数在耦合振荡域内取值是整个水电站系统稳定的必要条件。当调速器参数在耦合振荡域内取值时,耦合系统的稳定性由低频振荡模式决定,将系统低频振荡模式的频率代入到两个子系统的幅频特性函数之积中,可以得到振荡叠加率,该值反映了系统扰动在闭环系统中增益值,具有明确的物理意义,当振荡叠加率小于1时,受扰系统趋于稳定。研究成果不仅丰富了水力过渡过程理论体系,对提高水电站运行稳定性也具有较好的工程应用价值。