抛物型断面明渠溃坝波的简化分析

利用明渠沿程抛物型断面的概化关系式,对棱柱体明渠非恒定流的控制方程进行简化分析,并应用于忽略底坡和摩阻影响的非单一湿周断面明渠瞬时全溃问题。讨论明渠湿周断面形状对溃坝涌波各水流参数的影响,在不考虑下游河床水流影响的情形下得到了坝址的水深和最大流量与湿周断面形状系数的函数关系式。     

尾矿库溃坝数值模拟研究

为了研究尾矿库溃坝后水流和尾砂对下游的影响,基于水流N-S方程和RNGκ-ε紊流模型建立了三维水动力溃坝模型,并采用推移质方程和悬移质方程进行尾砂的输运计算,利用水槽溃坝试验验证了所建数学模型的准确性。进而利用该数学模型模拟了九江市城门山铜矿拟建尾矿库溃坝情况,通过设置相应的监测点,从流速场、水深和尾砂淤积三个方面分析溃坝水砂对下游村庄的影响。结果表明,尾砂并未对下游村庄安全造成影响,而水流将淹没下游部分村庄。     

水库下游洪水风险分析研究

以大隆水库下游为例,综合研究了水库下游洪水风险分析技术,采用溃坝模型计算了溃坝洪水流量过程,在其他设计标准洪水下通过水库调度模型计算了相应水库下泄流量过程,通过洪水演进模型模拟洪水淹没过程,计算了淹没水深、范围、流速等多种洪水淹没要素,采用GIS叠置分析方法并结合洪水演进计算结果计算了淹没损失。获得了可信的洪水风险分析结果,为水库下游洪水风险分析提供了技术支持。     

溃坝洪水水面线的简化计算方法

针对溃坝洪水水面线采用非恒定流计算资料要求全、技术要求高,提出了先用溃坝流量衰减公式求出各个断面的流量,再用恒定流计算公式分别由下游到上游计算相应各个断面的水位,由此推求一种较好的溃坝洪水水面线的简化计算方法.结果表明,该方法简便、合理、可靠,有一定的应用价值,可供借鉴.     

叶片前缘不同后掠角对离心压气机气动性能的影响

采用全三维气动设计技术,设计了4种具有掠角叶片和带翼型叶片扩压器的涡轮增压跨音速离心压气机,并采用数值模拟手段研究了叶片前缘不同后掠角对压气机内部工质流动的影响。研究结果表明:主叶片前缘不同后掠角会使压气机堵塞流量(堵塞工况下的工质流量)增加,提高压气机流通能力,同时,可以有效改善通道内低能流团的分布;但由于主叶片轴向弦长缩短,会造成喘振裕度的减少,以及主叶片前缘脱体激波角增大和槽道激波的增强;对截面二次流分析结果表明:叶片前缘的后掠角对二次流的影响主要表现在叶轮进口附近,对出口影响不大。对比不同前缘后掠角压气机内部流动情况发现,掠角越小,叶片叶顶负荷越小,叶片表面压差也越小,流动越稳定;掠角越大,虽然叶轮通道上游产生的激波越强烈,但是可以明显改善通道下游气流流动情况。     

乌东德水电站尾导结合处的转弯半径研究

导流洞作为尾水洞使用可减少围岩开挖量,节省工期和成本,但尾导结合的布置方式会导致在下游尾水位较低时出现明满流交替现象,尾导结合处的转弯半径也会影响该处的流速和水深。采用基于特征线法和虚拟狭缝法的一维计算与基于VOF模型的三维计算相结合的方式,研究了过渡过程中尾导结合处的转弯半径对流态和水深的影响。结果表明,转弯半径越小,尾导结合处速度越大,甩负荷初始阶段流出调压室流量越大,调压室最低涌浪出现的时间越快,最低涌浪数值越小;有压流工况下的一维计算与三维计算结果吻合度较好,明满流工况下有一定的误差;尾导结合处转弯半径对明满流的波动范围及尾导结合处水深的影响较小。     

混凝土坝溃坝特点及溃坝模式分析

为提高大坝安全管理水平,基于目前在国家能源局大坝安全监察中心注册的水电站大坝多为混凝土坝的现状,收集了国内外74座混凝土坝溃坝资料,总结了混凝土坝的溃坝特点,统计了主要溃坝原因,进而提出了混凝土坝的主要溃坝模式及其潜在的溃坝路径。结果表明,坝基、坝肩破坏为混凝土坝最重要的溃坝模式,应在安全管理过程中尤其重视此种溃坝模式。     

高土石坝动力反应研究

针对复杂超高应力条件下粗粒筑坝材料的动力变形特性较复杂问题,采用反映粗粒筑坝材料振动硬化特性的动力模型及考虑初始固结围压影响的粗粒料动力残余变形模型,利用试验动孔压比与动剪应力比关系曲线计算动孔压的方法研究了高土石坝的动力反应特性.计算结果表明,大坝遭遇场地谱人工波的最大水平向加速度反应为3.97 m/s2,位于坝项部位;暨直向地震永久变形占坝高的0.17%;受水库蓄水的影响,坝体上游坡的永久变形较下游坡更明显;地震过程中坝体心墙料、反滤料和坝基砂层的动孔压比均小于0.3,不会发生液化;建造于基岩上的高土石坝具有良好的抗震性能.     

基于鱼类产卵场水力学与生态水文特征的生态流量过程研究

针对山区河流珍稀特有鱼类的水力生境参数定量化困难,以及单一流量的生态需水研究难以反映天然河流生态水文过程的问题,以澜沧江上游某水电站下游分布的澜沧裂腹鱼和光唇裂腹鱼为目标物种,采用非恒定流数学模型,根据目标物种产卵场天然逐日流量过程资料,分析其产卵场在产卵期的水力学特征并构建生态水文指标体系,建立流速、水深适宜度曲线,提出流速、水深需求的适宜范围。并采用河道内流量增量法,结合生态水文指标体系,获得该水电站下泄的生态流量过程,为恢复类似流域生态系统多样性提供了参考。     

苏丹麦洛维大坝工程溢流坝优化下闸模型试验研究

通过对苏丹麦洛维大坝工程溢流坝#1堰孔优化下闸模型试验分析,可根据上游不同来流情况调整上游叠梁门底部开度,在确保下泄流量达到500m3/s条件下测定各开度的水力特性参数.该试验为化解水流漫顶上游叠梁门风险提供了优化下闸程序.     

二维溃坝洪水模型在西丽水库中的应用

为分析西丽水库主坝历次除险加固效果及坝体现状,假定一种可能出现的溃坝工况,选取经验公式计算此时的溃坝形式、溃口形态及流量过程,建立MIKE11水动力模型,由断面插值生成二维地形,并采用分段模型法,以溃口流量过程线作为上边界条件,以深圳湾P=0.5%(3.03m)极端高潮位过程线作为下边界条件,搭建二维洪水演进模型,计算得下游洪水淹没历时、水深及淹没范围,分析溃坝对大沙河流域所产生的风险,最后采用水量平衡法对模型结果进行验证。结果表明,所建模型计算结果可靠,能较好反映溃坝洪水运动特性,为西丽水库应急预案提供参考。     

南汀河水环境历史演变情势分析

根据南汀河干流上游大文水文站和下游姑老河水文站1980~2018年流量、高锰酸盐指数和氨氮监测资料,分析主要污染物高锰酸盐指数和氨氮浓度时空分布规律,以及主要污染物浓度与逐日平均流量之间的关系,研究南汀河干流水质与流量的历史演变情势。结果表明,南汀河干流主要污染物浓度随河道来水量的变化而变化,上游来水量越大污染物浓度越小,下游来水量越大污染物浓度越大,总体上上游主要污染物浓度高于下游。     

坝基设封闭灌浆帷幕和抽排系统时的渗流分析

采用理论分析和数值分析相结合的研究方法，对大坝设封闭灌浆帷幕和抽排系统时的渗流场及其各要素进行了分析。可以看出：设封闭灌浆帷幕和抽排系统时，渗流除由上游向下游流动外，还由上游和下游向坝基中集(抽)水井流动；灌浆帷幕对降低渗流量起决定作用；抽排系统的良好工作状态对降低渗透静水压力(或扬压力)的作用很大。     

无压引水隧洞水力过渡过程计算及试验研究

详细介绍了无压引水隧洞水力过渡过程计算的数学模型,给出了具体水电站工程的数值计算实例,并与水力模型试验成果进行了对比。电站丢弃负荷后,无压引水隧洞中的涌波过程与隧洞内的水工建筑物布置有密切联系,在无压引水隧洞中布置溢流堰是限制隧洞中涌波水位的有效工程措施,下游流量变化速率越大,无压隧洞中的涌波波峰越陡。数学模型计算与水力模型试验相结合是研究水电站无压引水隧洞水力过渡过程的有效途径,研究成果可以作为工程设计依据     

跨音速透平叶栅尾缘劈缝射流气动性能分析

基于定常RANS方程,采用Spalart-Allmaras(S-A)湍流模型,数值模拟某跨音速导叶尾缘劈缝射流的定常流动结构,分析尾缘劈缝射流对尾缘激波结构、尾迹流动特性及叶栅气动性能的影响。研究表明:开缝射流显著降低尾缘压力面侧燕尾波强度,并使激波在相邻叶片吸力面入射点向上游移动;当叶栅出口马赫数小于1.35时射流使吸力面燕尾波强度减弱,而达到1.35后射流使该侧激波强度增大;在不同出口马赫数下射流均能降低叶栅动能损失。     

激波管内高压氢气泄漏自燃现象的模拟研究

利用开源程序包Open FOAM对激波管内的高压氢气泄漏自燃现象进行数值模拟,通过与实验数据的比较证明模拟结果的正确性,并对比分析H2在不同工况、结构条件下的泄漏自燃特性。研究结果表明:H2的初始压力和初始温度,下游管道的直径和长度等条件均会影响管内激波的产生与传播,从而对高压氢气泄漏自燃现象产生重要的影响。     

基于分段模型法的尾矿库溃坝影响预测分析

尾矿库溃坝对下游居民生命财产及生态环境有严重威胁。为预测其溃坝后对下游的影响情况,以湖北省某尾矿库为例,采用DAMBRK模型和MIKE21水动力模型相结合的分段模型法,建立尾矿库溃坝数值分析模型,模拟下泄砂流演进过程,重点分析了下泄砂流的淹没范围、淹没深度及关键位置处的流量。结果表明该方法运用简便,模拟结果符合一般砂流的运动规律,可为尾矿库溃坝灾害应急预案的编制及溃坝灾害评估提供参考。     

白鹤滩水电站导流洞进出口围堰残埂对导流洞泄流能力的影响

基于白鹤滩水电站导流模型,选取六种围堰残埂高度(高0、1、3、5、7、9m)对导流洞总来流量(分十级流量)的影响进行了试验研究,量测了上游水位、导流洞泄流量等水力特性参数,分析了导流洞进出口不同围堰残埂高度对导流洞泄流能力的影响,并以残埂淹没度作为判别残埂对导流洞泄流能力有无影响的指标。结果表明,残埂高度大于3m时,残埂越高、泄流量越小,残埂对导流洞泄流能力的影响就越大;残埂淹没度临界值约为7,当淹没度大于7时残埂对导流隧洞泄流能力的影响可忽略不计。     

溃坝应急管理关键技术分析

针对溃坝为应急预案关注的重点、也是水库大坝最严重的突发事件,依据国家制定的与水库大坝安全管理相关的应急预案,对溃坝事件分析和预警技术、溃坝洪水分析技术、溃坝后果评价技术、应急组织体系、应急处置措施和应急保障体系、应急预案的可行性与有效性评价技术等溃坝应急管理的关键技术进行了概述,并对这些技术涉及的基本方法、发展现状和发展方向进行了探讨,可供借鉴.     

基于Mike11的双支流河道中支流流量变化对下游水温的影响

天然河道中支流流量的变化会对下游河道水流的水温分布产生一定程度的影响,进而影响河道的水生态平衡及水生物分布。以新疆开都河中一段天然河道为例,运用Mike11软件结合影响河道水温变化的因素,建立了一维水温数值模型,研究了4~8月天然河道在双支流汇入情况下,支流流量变化对河道水流月平均升温的影响。结果表明,一定流量范围内,对于温度均匀水体上游支流流量小于下游支流流量时,有利于主河道水温升高,且支流流量越大越不利于河道水温的上升;通过控制支流流量,利用支流间的相互影响可在一定程度上调节河道水温分布,对改善水生生物环境具有积极的意义。