复杂输水发电系统尾水隧洞明满流对水力过渡过程的影响

为研究输水发电系统中明满流尾水系统的水力特性及其适用性,基于特征线法和特征隐式格式法建立水电站输水发电系统过渡过程分析模型,比较分析了明满流与全有压流两类尾水系统的水力特性以及尾水系统明满流过渡过程对输水发电系统瞬态参数和机组调节品质的影响。结果表明:在尾水隧洞全有压和明满流条件下,机组调节保证计算参数的控制值偏差较小,明满流尾水系统对应的尾水管进口最小内水压力相对较大;考虑明满流尾水系统的机组调节品质优于有压流尾水系统,且无明显的高频振荡叠加现象。     

电渗结合透水模板成型混凝土表观质量试验

基于电渗均匀快速的排水特性,建立了电渗滤水试验模型,阐述电压加载初始时点、电压值、电渗历时及电极间距对混凝土成型效果的影响,并研究了结合透水模板垫层来改善电渗混凝土成型外观的方法.结果表明:电渗结合透水模板工艺排水可形成致密无孔洞混凝土表面,显著降低混凝土渗水透气性能,且可提高混凝土表面强度.     

抽水蓄能机组推力头的强度与寿命分析

在抽水蓄能机组运行过程中推力头承受着交变应力,容易出现疲劳磨损从而影响机组正常运行。以江西洪屏抽水蓄能电站的推力头模型为研究对象,基于流固耦合理论并运用CFD技术,分析机组转速、油膜厚度对油膜压力分布的影响,研究推力头在不同转速和不同油膜厚度下的应变和疲劳寿命。结果表明:随着机组转速的升高,油膜压力也随之升高;随着油膜厚度的增加,油膜压力先增加后减小;推力头形变量随着转速的升高不断增加,然而形变量相比较推力头的尺寸仍属于小变形范围;在转速一定和不同油膜厚度下,推力头的最大形变均大于油膜厚度进而影响了油膜的均匀分布;推力头的应力循环次数随着转速升高,在应力集中处不断降低;随着油膜厚度的增加,应力循环次数先减小后增加。因此,为延长推力头寿命,应考虑对推力头应力集中处进行表面强化或改善其结构,同时为保证机组安全稳定运行,油膜厚度和推力头最大形变应尽量接近。     

三峡水库支流库湾水流输移水华藻团能力研究

为研究水流对水华藻团的输移能力,将水华藻团概化为水体中的物质粒子,忽略其生物抗力,应用流体力学相关理论推导了水流对水华藻团的粘性阻力,并借鉴粒子在水流中的跟随性分析了不同优势种的水华藻团随水流被输移的效果。研究表明,不同的藻种由于颗粒大小不同而略有差异,但总体上跟随性很好,水流均能对其产生显著的推流输移作用。结合三峡水库香溪河库湾秋季水华过程及对应的水动力特性,以2007、2010年为例,证明汛末蓄水期间干流中层倒灌异重流引起库湾表层持续流向河口的水流趋势是秋季水华消退的直接原因之一。     

高分子聚合混凝土作为高堆石坝防渗膜垫层的液胀抗渗及渗漏排水试验

针对高堆石坝防渗膜垫层选用颗粒和水泥无砂混凝土在水压力作用下存在的不足,采用高分子聚合混凝土作为高堆石坝防渗膜垫层,通过液胀抗渗试验和缺陷渗漏排水试验,分析了土工膜的液胀抗渗性能影响因素及土工膜存在缺陷时的渗漏量。结果表明,高分子聚合混凝土垫层存在破损时对土工膜的变形影响最大,其透水性能满足缺陷渗漏的排水要求。     

多种软件协作背景下的高拱坝结构特性及安全度评价

针对锦屏一级高拱坝地质构造复杂、两岸基础刚度及坝体体型不对称问题,利用AutoCAD和HyperMesh联合进行三维地质建模,应用Marc软件对拱坝基础系统进行三维弹塑性有限元分析得到加固前后坝体的位移场和应力场,并采用基于位移突变的强度折减法评估拱坝基础系统的整体安全度。结果表明,锦屏高拱坝的位移和应力分布符合拱坝受力的一般规律,位移和应力呈现较明显的左右不对称分布,对左岸f5、f8断层进行加固处理可改善位移和应力的不对称分布状况,综合分析位移突变点及位移变化速率突变点,认为锦屏拱坝基础系统的整体强度储备安全度约为2.5。     

溪古水电站消力池边坡降雨条件下渗流场三维有限元分析

针对因公路改线在坝顶高程附近开挖溪古水电站消力池高边坡时雨季曾出现局部塌滑破坏、边坡顶部变形较大并出现明显的坡面拉裂缝等问题,基于饱和—非饱和渗流理论,建立了该边坡渗流分析三维有限元模型,模拟了坡面张拉裂缝等入渗通道和内部主要结构面,根据坝址气象资料拟定了典型降雨过程线,研究了该边坡在降雨条件下的渗流场及其变化规律,并计算分析了工程治理措施对边坡渗流场的影响。结果表明,同时封闭后缘透水带和坡面张拉裂缝等入渗通道可显著减小坡体暂态饱和区,且暂态饱和区向坡内延伸的垂直深度最大可减小约15 m,有利于提高边坡稳定性。     

阻抗长廊式调压室围岩稳定与支护结构优化

阻抗长廊式调压室一般规模较大,其作为一种典型的水电站地下建筑物,受地质条件及人工开挖支护方式的影响很大。以黄金坪水电站调压室为例,利用FLAC3D软件对洞室开挖和支护过程中的围岩稳定性进行研究,根据应力和应变的变化情况,提出相应的支护方案并进行模拟分析。结果表明,所提方案合理,可为工程支护设计提供理论依据。     

基于挤压边墙技术的面板堆石坝应力变形研究

为研究挤压边墙对面板堆石坝应力变形的影响,以某面板堆石坝为例,采用非线性有限元法建立二维、三维几何模型,对比有、无挤压边墙施工方法坝体的应力和变形规律,并分析了挤压边墙混凝土参数 、面板与挤压边墙接触填料参数的敏感性。结果表明,采用挤压边墙技术的该面板堆石坝坝体及面板应力变形均在合理范围内,并获得了挤压边墙混凝土参数取值、面板与挤压边墙接触填料参数取值及坝体与面板应力变形的规律。     

水轮机阻抗对长有压输水系统水力振动特性的影响

为了解水轮机不同运行工况点的水力特性对水力-机械系统自由振动分析的影响,结合长输水系统水电站,基于两种不同的水轮机选型方案,考虑同一水轮机在不同运行工况点以及不同水轮机在相近工况点的系统自由振动分析,揭示了水轮机阻抗特性对系统振动特性的影响。分析结果表明,自由振动分析的角频率反映了系统的固有频率特性,不同运行工况下水轮机阻抗的变化对角频率的影响较小;不同的水轮机特性及运行工况点对系统振动稳定性存在不同程度的影响,在一些工况点水轮机阻抗可能为负值,自由振动分析中会出现衰减因子为正的自振频率,系统不稳定;不同水轮机相近工况点的系统振动特性基本一致。