水下卧倒闸门脉动特性试验研究

水下卧倒闸门是一种适用于现代城市景观水利建设的新型闸门。采用物理模型试验的方法，对闸门在排水和引水两种工况下的脉动特性进行了深入研究和分析比较。采用加汉宁窗及线性平均的方法，对脉动信号的平稳性和幅值进行分析，得出闸门结构的自振频率，以及闸门运行时的不利工况。在排水工况下，对通气与不通气情况进行分析比较，得出通气对于闸门脉动特性的影响，为这种闸门的设计，运行管理提供参考依据。     

浮体闸动水沉浮过程水力特性

为了解新型浮体闸在动水中沉浮过程的水力特性,基于水力学模型试验,分析了水舱进(排)水量、浮体闸沉浮速度、抗倾覆特性及浮体闸对底板的撞击力变化,提出了倾覆率的概念,推导了浮体闸静水沉浮速度公式,并与动水沉浮实测值进行了比较与分析,研究了浮体闸倾覆率与压舱的关系,得到了最大撞击力与进水流量的关系。结果表明:试验范围内浮体闸的沉浮速度受河道水位及流速的影响较小;增加压舱可有效减小倾覆率,最大撞击力与进水流量成幂函数关系;通过增加压舱及减小进水流量的方式可以提高浮体闸的沉浮安全性。     

不同网格尺度对浮体水动力学性能的影响

鉴于网格尺度的选择对水力模型数值模拟的精确性和稳定性具有重要影响,应用FLOW-3D软件,采用RNGκ-ε紊流模型,利用VOF法追踪自由表面,对不同网格尺度下浮体结构的水动力学特性进行分析,重点对比网格尺度的选择对流体与浮体结构交界面的影响,同时给出了流速、流线、流量及自由表面的变化,并与试验结果进行对比,得到最优网格尺度。结果表明,当选用最小结构尺寸0.1倍的网格尺度模拟浮体结构时,不仅可以满足网格的独立性要求,而且与试验测量的各水力学要素精度误差都小于1.50%,从而为类似的数值模拟提供了一定的参考依据。     

内湿外干型折板式竖井泄流特性数值模拟

内湿外干型折板式竖井较传统折板式竖井具有明显优势。为分析内湿外干型折板式竖井的泄流特性,以某实际深层隧道调蓄系统竖井为背景,采用CFD商用软件,采用RNGκ-ε双方程紊流模型和Tru-VOF方法,数值模拟内湿外干型折板式竖井内的下泄水流,得到往复跌流、临界流、S型贴壁流三种流态。模拟结果表明,内湿外干型折板式竖井在不同泄流量下的综合消能率均大于90%,处于较高水平,竖井消能率在形成S型贴壁流态后下降较快,数值模拟结果与物理试验实测值吻合良好,CFD软件可对该类问题进行数值模拟。     

浮体式结构阻力系数试验研究

浮体式结构应用在平原水利防洪工程中时,会导致水流流态及流速分布发生变化,影响过流能力。为得到浮体式结构在运行过程中阻力系数的变化规律及因素影响机理,本文采用物理模型试验,基于水动力学理论分析,对浮体式结构阻水系数的影响因子及其敏感性进行系统研究。利用量纲分析和多元线性拟合,比较得到浮体式结构阻力系数定量计算的最优数学模型,并采用数理统计对该公式进行检验。结果表明：阻力系数与浮体式结构体型、位置、水位条件以及雷诺数有关,且四种影响参数的敏感性明显不同;通过检验得到阻力系数计算模型在可靠性以及精确度方面能够满足工程需要,可为相关工程提供理论依据。     

超低弗劳德数闸下消能试验

低弗劳德数、低水头、低尾水的闸下消能消力池内不能产生稳定充分水跃,池内壅起的水流出池后会产生二次跌落,对下游河床冲刷严重。针对芦潮港水闸工程,通过物理模型试验提出了一种新型辅助消能工,即在池后海漫设置梅花形布置墩群,可使下泄水流达到充分消能、均匀扩散的效果,并分析了墩群的消能机理。实践表明,这种新型的消能布置方案可以有效地解决超低弗劳德数底流水跃消能不充分的问题,可供类似工程参考。     

区美的沉管法隧道

简单介绍沉管法隧道的优点和局限性以及欧美建造沉管法隧道的历史。针对沉管法隧道设计和施工中的关键技术问题，如结构型式、管身防水、水下基槽开挖和地基处理、管段水下对接和接头防水等，综述欧美的实践经验和最近进展。     

双向进水流道水力特性模型试验研究

分析模型的相似准则及其主要作用力 ,考虑工况相似要求 ,提出泵站进出水池和流道内分别按不同的相似准则进行设计的方法 .结合彭越浦泵站水工模型试验 ,对双向流道进口前漩涡及流道内的涡带、喇叭口附近流速分布、水泵起动及稳定运行过程中流道内的脉动压力和进出水流道的水头损失等水力特性进行全面的观测和分析 ,提出在流道内设置垂直隔板及导流锥加隔板两种消涡的工程措施 .     

除险加固水闸的消能防冲措施

基于某除险加固工程水力学模型试验,通过对闸下水流流态、流速分布、特征断面垂向最大平均流速以及冲刷特性的观测,分析了设计方案条件闸下水流流态恶化及冲刷严重的原因,即下游翼墙加固改变了水流的边界条件,导致出闸水流受到边界挤压而主流集中,局部流速增大,冲刷加剧。通过不同消能防冲方案的试验比较,提出了利用分隔墩消除出闸水流集中的现象;分隔墩消除了主流受边界挤压现象,起到了改善闸下水流流态,均化闸下水流流速分布,降低河床最大流速,减轻闸下冲刷的作用,且体型结构简单,易于施工。     

深层隧道竖井流激振动响应分析

针对某深隧工程中竖井结构因受水流脉动压力产生的流激振动响应问题,采用物理模型-数值计算联合方法构建竖井消能工三维有限元模型,通过对竖井消能工的流固耦合有限元计算,得出竖井消能工在不同流量工况下的自振特性,将试验测得脉动压力进行频谱分析得到优势频率,并与自振特性进行对比分析;采用随机振动法算出水流脉动压力作用下的动力响应,通过对比不同厚度的消能工台阶动力响应结果确定最优尺寸。结果表明,推荐方案竖井体型与水流发生共振的可能性不大,且振动量微小,因此从经济角度可考虑适当减小消能工台阶厚度。