堆石坝填筑质量GPS监控及附加质量法检测密度技术

介绍了糯扎渡水电站大坝填筑质量GPS监控系统的结构组成及功能设计.该GPS监控系统全面实现了包括铺料位置、铺料厚度、碾压遍数、碾压机械行使速度及激振力挡位运行工况等主要施工过程参数的连续、实时、自动、高精度监控.另外,还阐述了附加质量法检测堆石体密度的原理及方法.附加质量法为大坝堆石体密度检测提供了一种快速、非破损性的实时测试手段,可以成为坑测法压实效果指标检测及质量评定的有益补充.另外,根据附加质量法检测堆石体密度的原理,用Excel表格编程计算附加质量法评定堆石体湿密度所需的率定系数值N及相对密度值ρr,为附加质量法检测评定堆石体密度提供了一种便捷实用的工具.     

堆石坝碾压密度值附加质量法测试精度研究

文章介绍了附加质量法测定堆石体密度值的基本原理，主要技术参数承压板面积、附加质量系统、激振系统等的选择配置与测试精度的对应关系，结合洪家渡水电站大坝堆石体密度试验与主体工程堆石体密度测试结果，说明该方法测试应用效果及特点。     

堆石坝碾压密度值附加质量法测试精度研究

介绍了附加质量法测定堆石坝堆石体密度值的基本原理,通过对附加质量法密度测试的主要技术参数（承压板面积、分级质量和分级数、激振能量）的选择配置与测试精度对应关系的研究,以及该法与传统的挖坑法密度测试值的对比分析,结合洪家渡水电站大坝堆石体现场密度试验与该电站主体工程堆石体密度测试结果,说明了该方法的测试应用效果及特点。     

带空泡运动航行体的附加质量研究

提出了确定带自然空泡运动物体附加质量的方法.这一方法基于在数值水洞中作摇荡运动物体的水动力计算, 包括两个主要步骤:首先采用CFD技术模拟空泡流场,求解水动力;然后根据物体运动方程,由水动力计算出附加质量.研究了带自然空泡圆盘和轴对称细长体的附加质量.计算结果与理论解一致,验证了本文方法的有效性.与切片法相比,本文方法可以更为准确地定量预报带空泡运动轴对称细长体的附加质量.     

关于附加质量法数据采集方法改进的探讨

附加质量法是一种准确、快捷、无损的检测堆石体密度方法。通过梨园水电站大坝堆石体密度附加质量法测试,在测试中不断摸索与实践,改进了检波器与附加质量块的连接方法。检波器与附加质量块的连接采用磁铁连接代替传统的丝口连接,大大提高了工作效率,并有效保护了仪器设备。实践证明,磁铁连接后采集信号质量没有降低,测试成果未受到影响。     

河床式水电站流道水体附加质量 计算方法研究

分别用附加质量法和流体单元法对某水电站厂房结构进行有限元数值模拟,对模型进行模态 计算,以流体单元法得出的计算结果为依据,将进水塔附加质量公式不断修正后计算模态,直到两种 方法所得频率值相差不多且振型相同时为止。结果表明,水塔附加质量公式乘以0. 1 } 0. 2的修正系 数可适用于河床贯流式水电站的流道层。     

水闸结构的地震响应时程分析

考虑结构、地基和水的相互作用关系,选用时程分析方法,应用大型通用有限元分析软件ANSYS对某水闸结构进行了横河向地震响应计算和分析,结果表明出考虑附加质量比不考虑附加质量时结构的自振频率有所降低,考虑附加质量的影响更能准确反映真实情况.     

基于实测频响函数水下航行器附加质量识别方法研究

附加质量对水下航行器的结构设计有着重要的影响。针对水下航行器在流体中由于流固耦合所产生的附加质量问题,在用高等流体力学对附加质量进行描述的基础上,提出了根据实测频响函数来识别水下航行器附加质量的方法。该方法不但可以计算总的附加质量,而且可以计算其分布情况。仿真算例证明了该方法的正确性和可行性,结果表明该方法有效且有很高的精度,满足工程应用的需要。     

堆石体密度附加质量法计算方法研究

在大坝堆石体密度测试中,附加质量法作为传统挖坑灌水法的替代方法,因其工作效率快、测试精度高、耗费资源少,应用越来越广泛。然而附加质量法在实际工作时,需要针对不同工程建立数量大、范围广的样本库以确保其测试精度。通过对质弹理论的深入研究和大量试验,在附加质量法计算过程中引入代密度计算,可确保测试精度并有效降低样本需求数量。该方法在某水电站大坝堆石填筑区密度测试试验中取得较好效果。     

气幕防波堤消波性能数值模拟研究

该文将气液两相流看成是变密度单流体,以连续方程、雷诺平均方程和模型为控制方程,采用VOF方法追踪两相流界面,建立了气幕防波堤数值模型.基于Fluent软件平台,通过UDF在连续方程中添加附加质量源项实现了对气幕的数值模拟.数值计算得到的波浪透射系数同试验数据吻合较好.在此基础上讨论了入射波浪的周期和供气量等对气幕防波堤消波性能的影响.     

Flow induced structural vibration and sound radiation of a hydrofoil with a cavity

The structural vibration and the sound radiation induced by the flow over a cavity on a hydrofoil are investigated experimentally and numerically. The large eddy simulation(LES) is adopted to calculate the flow field and the pressure fluctuation characteristics. A coupled finite element method/boundary element method approach is used to analyze the hydrofoil vibration and the structure-borne noise. The flow noise is calculated using an acoustic analogy by considering the surface pressure fluctuations as the dipole sources. A hollow hydrofoil with an orifice supported by four cylinder rods is constructed for the experiments. Modal tests are performed to obtain the natural frequencies of the hydrofoil in air and water. The vibro-acoustic experiments are carried out in the water tunnel at various free stream velocities with the orifice open and closed. A pressure transducer is used to measure the pressure fluctuations behind the downstream edge of the orifice. The triaxial accelerometers mounted on the side walls are used to measure the vibrational response of the hydrofoil. Furthermore, a hydrophone located in a box, filled with water is used to measure the sound radiation. The structure-borne noise and the flow noise are identified by their frequency properties. Reasonable agreements are observed between the numerical predictions and the experimental measurements.     

锚碇碟形网箱群的水动力分析

深海网箱养殖是未来开发海洋牧场和满足人类日益膨胀的物资需求的有效手段。碟形网箱因其结构稳定、抗风能力强和养殖空间较大等优点而具有良好的前景。参考某碟形网箱具体参数并应用OrcaFlex水动力分析软件建立碟形网箱群的水动力分析模型,结合南海极限海况,基于凝集质量法和Morison公式等理论基础对该碟形网箱群在不同浪向和流向组合下的系缆系泊张力以及网箱浮框倾角进行了时域耦合分析并提出了若干工程建议,对网箱的安全建设具有一定的指导意义。     

用气温和冰厚修正黄河冰内雷达波速的物理机理和参数化

黄河平封冰和立封冰中冰晶体间以水膜形式存在有未冻结的自由水和非自由水,其含量随冰温变化。理论上冰内雷达波速取决于冰体自身的晶体结构和组分,但冰内未冻水含量可对其产生明显的影响;冰内未冻水含量取决于冰温,冰温又受控于气温、辐射和冰厚。分析了黄河什四份子2020—2021年冬季气温和雷达探测冰厚数据,发现气温主导的未冻水含量变化是影响雷达准确探测平封冰厚度的首要因子。通过确定黄河冰-水界面热通量,并引入含有气温、辐射、风速、云量的一维冰热力学模型,结合13个钻孔实测冰厚,计算了与雷达探测冰厚时刻一致的1251个热力学模拟冰厚。在此基础上,分别获得了气温升高过程和降低过程中粒状冰、柱状冰内雷达波速受气温影响以及受气温和冰厚联合影响的统计关系。最终确定将气温和冰厚对雷达波速联合影响的统计关系作为平封冰雷达波速动态修正的参数化方案,依此将固定式雷达冰内雷达波速由常数更换为函数,从而提高了平封冰雷达冰厚探测的精度。根据黄河存在非冻结冰花和堆积碎冰块,建议开展不同类型冰厚探测研究。     

弧形闸门流激振动的物模-数模预报

介绍了弧形闸门流激振动的物模一数模预报方法,即用重力相似的水力模型测定与有限元计算相应的各面板单元上的脉动压力,再用有限元动力计算确定结构响应;应用复变函数理论确定了弧门径向运动时的水体附加质量分布,给出了相应的经验表达式;用物模一数模方法预报了作用在石佛寺水库弧形闸门上的面脉动压力及弧门振动特性。     

流激闸门振动及动态优化设计

本文分析了作用于闸门结构的水动力荷载特性，指出了闸门振动的类型和性质，强调了特殊水动力荷载包括空穴水流对闸门振动的危害；阐述了改善水流边界条件，增加适当附加措施等减免水动力荷载的途径；讨论了结构动态优化方法对避开水流高能区，抑制结构振动的效果。最后还探讨了弧门结构的动力稳定性问题。     

CALCULATION OF ADDED MASS OF A VEHICLE RUNNING WITH CAVITY

A numerical method is developed to obtain the added mass coefficients of a vehicle running with cavity in numerical simulation for the multiphase flow of the vehicle which is imposed an added vibration and analyzing its hydrodynamic loads.The method is verified through the cases of non-cavitating sphere and ellipsoid.The changing rule of the added mass of a sphere during water exit is gained.Then the influence of cavitation on the added mass of a cylinder is studied.The results show that 11 λ,22 λ,26 λ,66 λall decrease as the cavitation number reduces and the length of the attached cavity increases.There is almost a linear relationship between the cavity length and 22 λ.The base cavity has great influence on 11 λ,its contribution decreases more than 60%,when the cavitation number changes from 0.6 to 0.2.     

热泡数值研究

本文对二维热泡的演化过程进行数值研究，所采用的湍流封闭模式为双方程k-ε方程。数值结果表明：无量纲时间大于10后，流动与混合特性均符合自相似关系；热泡流场可分两区。混合区中示踪剂浓度场呈双峰肾形、湍流脉动强烈、旋流含一对涡眼，而外区示踪剂浓度为零、流动有势且符合偶极子模型；热泡流的附加等效质量系数近乎1，自相似阶段热泡的宽高比约为1.45。所得热泡扩展率和混合率亦与实验数据相符。     

基于一维运动波理论的坡面汇流和沟道汇流数学模型研究

一维运动波理论常用于坡面汇流和沟道汇流的模拟,根据坡面汇流和沟道汇流的特点,采用不同形式的运动波控制方程组来分别描述坡面汇流和沟道汇流过程。采用Mac Cormack格式开发了坡面汇流模型,采用线性离散和非线性离散的显式有限差分格式开发了沟道汇流模型,通过3个典型的算例对各模型进行了验证。验证结果表明,开发的沟道汇流模型是成功的;空间步长的尺度对数值解精度有较大影响,步长越小,数值解精度越高;在沟道汇流模型中,线性求解和迭代求解两种方法的计算结果基本一致。     

垂直点阵集沙仪的集沙效率

垂直点阵集沙仪是挟沙气流中输沙量垂线分布测量的主要仪器，各类垂直点阵集沙仪的集沙效率有所不同，因而相应获取的实测资料之精度也差异较大，作者将大量实测输沙量垂线分布数据与获取这些数据的集沙仪类型相联系，分析了各类垂直点阵集沙仪的集沙效率。发现在近床面区各种集沙仪的集沙效率都较低提出了“集沙效率指标”。即用近床面区实测输沙量分布与上段输沙量确定的分布在近床面区外延计算值之间的偏离程度来反映各种集沙仪的集沙效率变化特征，在风速和沙粒粒径相似的条件下，集沙效率指标值越大，对应的集沙效率也越高，单管集沙仪的集沙效率最高，一般点阵式集沙仪的集沙效率次之，台阶式点阵集沙仪的集效率最低。集沙效率指标随集沙仪类型的变化主要受集沙仪中单个进沙口高度影响，反映了集沙仪内部排气状况的重要性。通过对气流速度和沙粒粒径等因素对集沙效率影响的讨论，提出了可以通过改善近床面区集沙条件，减小集沙进沙口高度等方法来提高集沙效率的建议，这些对进一步研制高效的集沙仅都具有参考价值。     

AERATION EFFECT OF SUBMERGED JET ON HYDRAULIC CHARACTERISTICS

1 .　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＪｅｔｆｌｏｗｈａｓｂｅｅｎｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙａｐｐｌｉｅｄｆｏｒｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ .Ｉｎｄｅｓｉｇｎ ,ｈｏｗｅｖｅｒ,ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｃｏｍ ｐｌｅｘｉｔｙｏｆｐｒｏｂｌｅｍａｎｄｔｈｅｄｉｆｆｉｃ