基于离散元方法的竖直群桩冰荷载分析

在高纬度海域或高寒地区的江河中,碎冰对海洋平台桩腿和桥墩等直立群桩结构产生很大的冲击作用,并在一定条件下造成不同程度的破坏。依据碎冰在自然条件下的离散分布特性,采用Voronoi切割算法构造随机分布和具有非规则几何形态的碎冰初始状态,在此基础上采用若干个具有黏结-破碎功能的球形颗粒构造具有一定厚度、尺寸和形状等物理参数的河冰离散单元模型,将竖直群桩简化为刚体结构,从而对碎冰的运移及其对群桩的冲击作用进行数值模拟。在此基础上可确定碎冰撞击下的群桩冰荷载,并分析冰块尺寸、冰速和冰厚对桩结构所受冰荷载的影响。     

渠首水位实时调控模型——以船行灌区一支渠为例

很多大中型灌区在输配水过程中存在水位衔接不当的问题,加之田面高程存在起伏,使得灌溉时往往存在部分田面不能上水或受淹等问题。本文提出了空间灌溉率的概念,并利用GIS的三维分析功能研究了其与渠道渠首水位之间的关系。分析表明,空间灌溉率与渠首水位之间的关系符合Logistic曲线;针对船行灌区一支渠,得到该Logistic曲线的参数,并确定了一支渠渠首和干渠渠首不同空间灌溉率所需的水位,为灌区水位实时调控提供基础数据。     

引发2016年十大孔兑严重山洪的暴雨诊断分析

利用加密实时雨量观测资料和NCEP再分析资料,对引发2016年8月16—17日内蒙古十大孔兑地区严重山洪灾害的局地暴雨过程进行了诊断分析。结果表明:(1)此次暴雨天气过程发生在"两槽一脊"的大尺度环流背景下,新疆北部及东北亚上空的切断低压底部不断有冷空气移出,而副热带高压与大陆高压合并形成高压脊阻挡了冷空气的南下,冷暖空气在十大孔兑地区强烈交汇,引发了此次强对流天气;(2)700 h Pa上的切变线和急流加强了气流的上升运动,触发不稳定能量的释放,成为该次暴雨的主要影响系统;(3)水汽通量、垂直速度场以及假相当位温等物理量场的高低空配置和时空变化与暴雨过程的时空变化十分吻合。     

改性橡胶混凝土抗冻性能研究

试验研究了基准混凝土、橡胶混凝土、NaOH改性橡胶混凝土、KH570改性橡胶混凝土及NaOH+KH570复合改性橡胶混凝土的抗压强度和抗冻性能。结果表明:掺加橡胶颗粒后,橡胶混凝土的抗压强度较基准混凝土的抗压强度下降,且橡胶颗粒的粒径越小,下降幅度越大;橡胶颗粒掺加到混凝土中,具有引气作用,可改善混凝土的抗冻性能,且整体上橡胶颗粒粒径越小,引气作用越强,提高混凝土的抗冻性能越明显;整体上改性橡胶混凝土的抗冻性能较橡胶混凝土的抗冻性能提高,3种改性剂中,NaOH+KH570复合改性剂对橡胶混凝土抗冻性能的提高效果最好。     

新形势下黄河河口管理的思考

黄河是世界上治理和管理难度最大的河流之一,其入海河口的管理难度和复杂程度首屈一指。基于现状黄河河口的管理背景,分管理区域与范围、管理法律与法规、管理体制与机制、管理对象及内容、管理标准与指标、管理对策与手段、管理实践与评估等七个方面,对黄河河口的管理属性及其特征进行了梳理、归纳和总结,阐明了今后黄河河口管理的发展方向。所提论点和建议,对相关典型河口、河湖的管理与保护具有重要借鉴意义。     

保德沿黄公路改道工程边坡坡脚冲刷试验

针对黄河北干流东岸沿黄公路改道占用黄河河道情况,在现场查勘的基础上,通过对河道冲淤演变与洪水特点分析,确定了设计洪水。根据改移公路工程的情况,利用清水动床实体模型对不同工程边界条件下50 a一遇洪水路基坡脚处河床冲刷深度进行了试验。试验研究表明,在试验来流条件和桥下路堤完全被冲毁的情况下,公路路基平均冲刷深度为4.21 m,最大冲刷深度为9.04 m,最深点位置在桩号K0+550处;在试验来流条件和桥下路堤不被冲毁的情况下,公路路基平均冲刷深度为4.12 m,最大冲刷深度为7.56 m,最深点位置在桩号K0+800处。     

基于雷达散射特征的堤防隐患诊断技术研究

结合堤防隐患的雷达散射特性,研究了不同堤防隐患在雷达波散射效应下的特征表现,分析 了空洞、渗透、松散体、滑坡、裂缝、漏水等堤防隐患的雷达图谱。研究表明:堤防隐患的成像效果 依赖于雷达设备的技术指标、测量参数和操作方法等因素,隐患图像解释的准确性依赖于图像处理技 术。针对不同堤防隐患和设备物理参数,研究雷达波的散射特征,有助于更高精度地解析图像信息, 是解决雷达波干扰多、衰减快、特征弱等问题的有效途径。结合雷达波的形态、波长、振幅、相位等 特征信息,在对散射信号进行解释时采用二维时频分析的瞬态谱,并运用小波分析、Hilbert变换、Z 变换等方法对图像进行去噪、增强、滤波处理,可对堤身探测范围内的隐患性状、分布、形态信息进 行有效诊断。     

摇板式造波机系统交流电机额定功率的选取

根据线性波浪理论和理论力学原理,分别计算实验室水槽采用摇板式造波机系统时产生的波能和机构动能,进而确定交流电机的额定功率。结果表明:机构动能与电机转动(波浪)周期成反比,并且波能大于机构动能;当机构转动周期T>1.0 s时,波能远远大于机构动能;周期T=2.0 s时交流电机额定功率约为3.5 kW。     

小浪底水库射流冲吸式清淤设备研究

针对小浪底水库泥沙淤积情况,提出了利用射流泵冲吸库底泥沙、经排沙洞排到下游的清淤方案,并设计了移动模拟试验装置.结果表明:每套射流清淤系统的泥沙吸入量为5 t/s,最大作业水深为80 m,其单位能耗为0.156 kW·h/t.     

超低水头两叶片灯泡贯流式水轮机固液两相流研究

超低水头贯流式机组无论在电站增容改造方面,还是在超低水头开发方面,都具有巨大潜力。然而,水流中裹挟的泥沙会对机组运行产生不利影响,在汛期尤为严重,研究泥沙磨损问题对于机组的稳定运行具有重要意义。基于CFX平台,使用k-ε湍流模型,拉格朗日颗粒跟踪模型和Tabakoff and Grant磨损模型对2.1m超低水头下的两叶片灯泡贯流式水轮机进行了固液两相流数值模拟计算。通过实验验证数模计算的可靠性,对比单相及两相流工况下的涡流特性,探究不同泥沙浓度(Cv=1%～10%)、颗粒直径(D=0.1～1mm)对过流部件磨损位置、侵蚀率以及流动特性的影响。结论如下：在清水中加入泥沙颗粒后,泥沙颗粒对旋涡有增强作用;导叶凹面,叶片正面进水侧头部、叶片出水边、叶片轮缘,以及转轮室都是比较容易遭受磨损的部位;随着泥沙颗粒浓度、直径的增加,导叶、叶片及转轮室的磨损面积、磨损程度以及最大磨损率都呈上升趋势;相较于导叶,叶片和转轮室的磨损程度更为严重,在汛期运行时要更加注重磨损防护。