小湾水电站底孔弧形闸门支铰应力分析

将闸门和支臂及支铰作为整体考虑，在铰轴与活动铰链和固定铰座连接处采用薄层接触单元模拟其间只传递法向压力的特性，分析了正常工作荷载作用下支铰各部件的应力分布。计算成果表明，正常工作荷载作用下，小湾水电站底孔弧形闸门支铰各部件的应力分布合理,满足强度要求。     

基于有限元法的散度自由隐式浸入边界求解

该文针对现有的浸入边界算法不满足连续性条件的问题,提出了散度自由的隐式浸入边界求解方法。将控制方程沿特征线展开进行时间离散,使用有限元法进行空间离散。通过直接力法求解附加体积力时,采用隐式方法,考虑了控制方程中附加体积力与压力的耦合关系。将附加体积力按是否与压力耦合分为两部分,分别求解。在分步法的求解过程中,速度校正在附加体积力和压力的迭代计算内完成,从而使计算结果同时满足无滑边界条件与连续性条件。以圆柱绕流为基准算例,验证了算法的可行性与准确性。同时验算了方柱匀速运动算例,对比了显、隐式求解方法的计算结果。     

库区滑坡涌浪数值模拟方法研究进展

对近年来库区滑坡涌浪涉及的边坡失稳、滑动、涌浪产生和传播这4个阶段研究中采用的数值模拟方法的研究进展和发展趋势进行了综述,重点归纳总结了边坡滑动过程以及涌浪产生过程的数值模拟方法的研究成果,指出滑坡涌浪从库区边坡失稳到涌浪传播是一个完整连续的过程,今后需要在目前各个阶段独立研究的基础上融合固体力学和流体力学两类学科中的相关研究方法,建立库区滑坡涌浪全程数值模拟方法,实现滑坡涌浪的全过程模拟。     

白鹤滩拱坝底孔应力分析及配筋设计研究

高拱坝孔口周围应力分布复杂,需适当配筋改善孔口结构的受力状态,保证拱坝的安全运行。以白鹤滩拱坝3~#底孔为例,首先对施工期工况下孔口结构进行三维有限元计算,分析孔口周围的应力分布规律和产生机理,然后依据应力图形法对孔口进行配筋设计,最后采用钢筋混凝土有限元法对完成配筋的孔口进行非线性分析。结果表明:在坝体自重的作用下,混凝土泊松比效应是引起孔口顶、底板出现顺河向拉应力的主要原因;钢筋整体应力不高,配筋设计方案有较大的安全裕度,应力图形法偏于保守。但出于安全考虑,仍应采用应力图形法进行配筋设计。     

滑坡涌浪作用下某电站事故闸门动力响应分析

滑坡涌浪可能造成闸门大变形和失稳,研究某电站进水口事故闸门在滑坡涌浪动水压力作用下的动力响应问题对电站安全生产具有重要意义。采用自编程序模拟了不同工况下库区滑坡涌浪过程,将滑坡涌浪数值动水压力转化为施加在平板钢闸门有限元模型上的节点荷载,利用动力时程方法得到了闸门在滑坡涌浪作用下的动力响应,依据规范对闸门的动力响应做出评价。结果表明：闸门在正常蓄水位下受滑坡涌浪动水压力作用位移和应力响应值最大,在死水位下受滑坡涌浪动水压力作用闸门的动力响应影响更为明显;闸门在正常蓄水位下受滑坡涌浪动水压力作用的位移响应最大值为9.27 mm,Mises应力最大值为192.06 MPa;各个构件动应力水平较低,满足规范要求,在滑坡涌浪动水压力作用下可安全运行。     

考虑水体作用的渡槽动力响应计算方法比较

在计算渡槽动力时程响应时,槽内水体的作用是不可以忽视的。采用附加质量法、Housner弹簧模型、流固耦合有限元法对简易有水渡槽模型进行了动力响应计算和分析,给出了不同方法计算结果上的差异,供计算设计者参考。     

基于离散元的白鹤滩反拱型水垫塘底板稳定性研究

为研究白鹤滩反拱型水垫塘底板的失稳机理和稳定性规律,采用距离势函数离散单元法,建立离散单元模型进行仿真计算,并针对不同结构缝宽度、锚固水平及正向荷载作用位置进行底板稳定性的敏感性分析。研究表明:白鹤滩反拱型水垫塘底板的失稳机理为受正向荷载的底板与其两侧底板接触后,会带动两侧底板向反拱边缘滑动并翘起,直至完全脱离两侧底板约束。结果表明:底板间结构缝宽度的增大会降低锚筋的锚固效果,脉动荷载相同大小下,其作用的范围越广,越靠近反拱边缘,则底板越易失稳。     

混凝土损伤时变可靠度的神经网络模拟分析

应用人工神经网络技术对混凝土弹性模量损伤演变进行数值仿真识别,构建了优化混凝土弹性模量预测模型,在此基础上引入损伤时变因子,对混凝土重力坝在运行期内的时变可靠度进行预测和反演分析.测试表明,该模型具有较高的识别精度和良好的收敛性.     

抽水蓄能电站地下厂房振因仿真分析

利用三维有限元分析方法,对某抽水蓄能电站主厂房两台机组进行了动力特性及动力响应仿真分析研究。根据地下厂房整体自振频率、局部构件自振频率与厂房振动主频的错开度分析结果,厂房的剧烈振动是由局部支撑构件在振源激励频率下发生共振引起的。通过对比现场试验振动加速度分布规律和有限元模型时间历程响应数值计算得到的振动加速度分布规律的对比分析,发现引起厂房振动的主要水力振源为导叶后与转轮之间的压力脉动,频率为2倍叶片过流频率(100Hz)。对该抽水蓄能电站的振因分析的研究结果为今后抽水蓄能电站设计阶段的抗振校核和运行阶段振动原因分析提供了参考。     

Improved conservative level set method for free surface flow simulation

By coupling the standard and the conservative level set methods, an improved conservative level set method is proposed to capture the free surface smoothly with excellent mass conservation properties. The improvement lies in the fact that the surface normal is computed from a signed distance function instead of the Heaviside function. Comparing with the conservative level set method, the inevitable numerical discretization errors to point the surface normal in arbitrary directions could be eliminated, and the instability of the numerical solution could be improved efficiently. The advantage is clear in the straightforward combination of the standard level set and the conservative level set and a little effort is taken in coding compared with other coupled methods. The present method is validated with several well-known benchmark problems, including the 2-D Zalesak＇s disk rotating, the 3-D sphere stretching in deformation vortex and the dam break flow simulation. The results are shown to be in good agreement with the published experimental data and numerical results.