再生骨料制备C20防汛块体的配合比优化研究

通过试验研究了不同再生粗骨料取代率、水胶比、砂率和粉煤灰取代率对再生混凝土抗压强度的影响.结果表明:再生骨料取代率低于50％时对混凝土强度无明显影响,超过50％时混凝土强度会随着取代率的增大而快速降低;混凝土强度随水胶比和砂率的增大均先增大后减小,并且随粉煤灰取代率增大而显著降低.针对当前混凝土防汛块体要求C20强度等...     

变频调速灯泡贯流泵装置结构开发与优化

针对南水北调工程江苏段和山东段低扬程泵站的具体特点,开发了新型结构的灯泡贯流泵机组,并采用变频调速装置进行工况调节.根据使用常规电动机和永磁电动机两种设计方案,进行了灯泡体尺寸和出水流道型线优化设计,利用商用软件CFX对贯流泵装置内部流场开展内部流动数值分析和性能预测.数值计算和模型装置试验结果表明,合理增加流道外壳直径和减小电动机外径,都能有效提高贯流泵装置效率,不同特征扬程下效率提高0.5～3.7%.     

南水北调东线灯泡贯流泵水力模型及装置研究开发与应用

根据南水北调东线一期工程灯泡贯流泵站设计和建设需要,以南水北调金湖泵站设计工况为基础,自主研制开发贯流泵水力模型装置,利用FLUENT软件进行了CFD流场计算分析和设计优化。通过天津同台测试和专家鉴定,研制开发的两套水力模型装置最优工况点效率分别达到79.4%和81.9%,空化比转速达到1100以上。装置模型综合性能良好,运行范围宽,适用于1.0～4.5m的特低扬程泵站,在3m扬程下和相同性能的立式轴流泵相比,效率约提高5%,流量提高10%以上。同时,在水泵模型设计和装置性能优化方法上有所创新。     

长江扬中河段河势演变及治理研究

为进一步稳定长江中下游扬中河段的河势,归纳分析了新水沙条件下段内江心洲的历史治理情况,发现洲头崩坍后退、沿程阻力的减小等问题仍然存在。在现有河势控制工程的基础上,提出太平洲“裹头”及两缘护岸、落成洲右缘护岸和禄安洲“裹头”及两缘护岸的合理治理方案,模拟了治理方案实施前后的流量流速,分析了各治理方案下的治理效果。首先,太平洲近岸流速减小幅度在 0.01～0.05 m/s 之间,汊道分流基本无变化;其次,落成洲近岸流速均减小 0.02～0.04 m/s,对于该部位岸线的坍塌起到有效的控制作用;最后,禄安洲近岸流速总体减小 0.01～0.04 m/s,有利于洲头以及左右侧汊道分流的稳定。结果表明,所提出的治理方案能够有效降低区域内近岸流量及流速,有利于洲滩及汊道分流的稳定,对遏制岸线崩退和坍塌有至关重要的作用,以期为长江中下游江心洲的治理提供参考。     

闸站枢纽泵站前池流态及其改善数值模拟研究

分析了沙集闸站前池泥沙淤积成因,并试图改造在下游新建清污机桥,应用桥墩改善前池流态、减少泥沙淤积,采用三维建模软件UG NX建立河道流场三维模型,基于ICEM CFD进行计算域网格划分,并使用ANSYS CFX进行数值计算。计算结果表明：现状抽水工况下,导流墙内侧存在大范围低速区,因而产生大范围泥沙淤积。将泵站下游两侧导流墙延长至60 m,在导流墙头部新建清污机桥,应用桥墩导流,导流墙内侧低速淤积区范围大大减小,泵站进水流态大为改善。     

斜式泵装置负扬程飞逸过渡过程内部流动特性分析

为了研究斜式轴流泵装置正转飞逸过渡过程的水动力特性,采用数值模拟与模型试验相结合的方法分析了1座斜30⁰轴流泵装置正转飞逸过渡过程中泵装置的内外特性。结果表明,-3.33 m扬程下水泵正转飞逸转速为383.0 r/min,是额定转速的2.72倍,远超同扬程下反转飞逸转速;泵装置达到飞逸工况后扭矩并不恒为0,而是围绕0波动;随着叶轮转速的增加,在出水流道中隔板两侧断面的流量存在明显差异,达到正转飞逸工况后两侧流量相差3倍,偏流程度与转速有关;偏流现象宏观上表现为中隔板两侧流量不均,微观上表现为两侧水压脉动特性迥异;出水流道中隔板两侧的偏流是由导叶出口剩余环量引起的。研究结果对今后斜式轴流泵装置的设计具有重要的参考意义。     

工况调节与传动方式对贯流泵结构和装置性能的影响

对不同工况调节和传动方式的贯流泵机组结构型式和性能进行了比较。运用计算流体力学,对采用相同水泵模型而工况调节方式不同的3套灯泡贯流泵装置进行数值模拟,评价不同工况调节方式对贯流泵装置性能的影响。计算结果表明,由于机组结构型式不同,在进水流道中安装变角调节机构的水泵装置,取得较低的装置效率,其中较长的进水流道和调节装置对水流的阻碍,降低水泵装置效率1.0～1.5%左右。采用变速调节机构的水泵装置能取得较高的装置效率,部分原因是进水流道较短,部分原因是装置结构型式不同。变频调节机构消耗的功率约占电机输入功率的3～4%,变频调节提高的装置效率,可能抵消不了这部分功率损耗。     

不同型式灯泡贯流泵的技术特点

南水北调东线工程有多座泵站采用灯泡贯流泵机组,淮阴三站和蔺家坝泵站是先期实施的泵站,均采用了国际合作技术,而且结构型式完全不相同的灯泡贯流泵。根据两座泵站采用的不同结构型式,重点介绍了机组的结构特点和水力性能,分析了不同型式的优势以及在未来泵站建设中的应用前景和需要进一步研究的问题。     

高挡土板桩墙施工期三维整体有限元数值模拟

针对某引江河二线船闸工程,基于ABAQUS建立了船闸地连墙板桩结构三维有限元整体分析模型,开发了相应的FRIC子程序模拟地连墙和土体的相互作用;分11级连续模拟了船闸施工期5个不同典型阶段的锚碇桩、地连墙的内力、变形以及锚杆的内力变化,并将有关数值模拟结果与现场实测结果进行了对比,二者取得了较好的一致;对锚杆的布置高程和闸室土体的开挖方式进行了优化研究。研究表明,所建立的整体分析模型能够准确地预测施工期不同阶段锚碇桩、地连墙的变形以及锚杆的内力变化情况;闸室土体的开挖过程对地连墙和锚碇桩的变位影响较大;锚杆布置在泥面到闸顶高度的2/3位置时墙体变形和内力最小。     

全因子试验设计的土坝变形参数全局敏感性分析

为更加细致地研究均质土坝变形参数的敏感性,以甘肃省某均质土坝为例,研究邓肯-张E-B模型参数及坝料密度对于大坝变形的全局敏感性。借助Plackett-Burman试验设计对均质土坝变形参数的显著性进行初步研究,筛选出明显显著的参数。以R_f、φ₀、ρ和Δφ 4个参数为因子,以大坝竖向位移、向下游水平位移和向上游水平位移为试验指标,建立两水平4因子的全因子试验设计(full factorial design of experiments),并对各因子进行主效应分析、交互效应分析和方差分析,绘制交互效应的等值线图和响应曲面图,得到影响均质土坝变形的显著参数及组合。研究表明：R_f、φ₀和ρ为对均质土坝变形最为显著的参数,而ρ×R_f、φ₀×R_f为均质土坝变形参数研究中不可忽略的二阶交互效应组合。