基于Flow-3D的高速水流无压溢洪洞内消能工数值模拟

针对目前高速水流消能形式存在的缺点,基于Flow-3D软件,采用RNGκ-ε模型、Tru-VOF法模拟了无压洞式溢洪道内消能墩附近的水流运动特性,结合洞塞式消能工的消能机理和水工模型试验,对比分析了内消能墩附近的水流流态、流速分布、压强分布、水面线和消能率等。结果表明,在控制断面束窄度的条件下,消能墩附近流态不会影响洞内安全,消能效果较好,消能墩对墩后水流影响距离较短,为在洞内设置多组消能墩提供了依据。研究成果可为类似工程提供参考。     

阶梯溢流坝面坡度对一体化消能工水力特性的影响

为探求高水头、大单宽流量下坝面坡度对一体化消能工水力特性的影响,以阿海水电站为原型,采用三维k-ε双方程紊流模型,引入水气两相流VOF计算方法,利用几何重建格式来迭代生成自由水面,对1∶0.80、1∶0.75、1∶0.65三种阶梯面坡比进行数值模拟研究。结果表明:①最大负压值均位于首级阶梯立面凸角下1/4附近,并随坡度增加而增大。坡度为56.98°时,最大负压值为61.02 kPa,超过了6×9.81 kPa。②水流空化数在宽尾墩水舌出口位置出现最小值,空化数随坡度变陡而减小。坡度为56.98°时,空化数最小为0.358。坡度为51.34°时,空化数最大,为0.381。③随着阶梯溢流坝坝面坡度变缓,消力池最大临底流速增大。当坡度为51.34°时,消力池最大临底流速最大,达到26.84 m/s,超过了25 m/s,易发生冲磨破坏。当坡度为56.98°时,消力池最大临底流速最小,为24.00 m/s。消力池尾坎前最大临底流速随坡度增加而减小,坡度为56.98°时最小,为9.63 m/s;坡度为51.34°时,消力池尾坎前最大临底流速最大,为9.96 m/s。④坡度的变化对一体化消能工消能率的影响不大,坡度从51.34°增加到56.98°,消能率只提升0.15%。     

台阶式泄洪槽水工模型试验研究

为验证山西省某森林公园台阶式消能泄洪槽设计的合理性,通过模型试验研究了该消能泄洪槽不同流量工况下的流态、台阶平面压力、流速分布及消能效率。结果表明,在试验流量范围内,泄槽内为跌落水流和过渡水流,掺气不明显;台阶平面压力变化范围为-9.7~24.4kPa,当流量为6m^3/s时,出现最大负压9.702kPa;除#3消力池进口处外,三段台阶式消能段均为泄槽底部流速较小,对泄槽底部冲刷较小,泄槽水流表面流速最大;在不同流量下台阶式泄槽+消力池联合消能率均超过了90%,其中大部分能量消散在溢洪道台阶上。研究成果可为类似工程提供参考。     

Experimental investigation on the effect of MgO and TiO2 nanoparticles in stepped solar still

This work aims at augmenting the amount of potable water using MgO and TiO₂ in stepped solar still. Experiments were carried out for the climatic conditions of Chennai, India, with two different concentrations of nanofluids inside a stepped basin under three different cases. Results show that there is an improvement in yield of fresh water from stepped solar still by 33.18% and 41.05% using 0.1% and 0.2% volume concentration of TiO₂ nanofluid, respectively, whereas the freshwater yield from stepped still with MgO nanofluids improved by 51.7% and 61.89%. Furthermore, the economic analysis revealed that the cost of potable water from the modified solar still reduced from 0.029 to 0.016 $/kg. Similarly, the useful annual energy, yearly cost per kilogram, and annual cost per kilowatt hour are significantly profitable with the use of MgO nanofluid in the stepped basin and found as 512.46 kWh, 0.025 $/kg, and 0.026 $/kWh, respectively. It is also found that the cost of potable water from the modified still significantly increases as the amount of fresh water produced is decreased with increased fabrication cost of the solar still.     

宽尾墩体型对高拱坝表孔最大压力的影响

宽尾墩应用于高拱坝表孔后会增大壁面压力,在一定程度上增加了结构设计难度,为探究表孔壁面最大压力与宽尾墩体型之间的关系,采用数值计算方法研究了宽尾墩收缩比、收缩率等体型参数对高拱坝表孔流道中心线及侧墙最大压力的影响。结果表明,堰面中线与侧墙最大压力均随收缩率的增大而增大,随收缩比的增大而减小;并推出表孔流道中线及侧墙最大压力与收缩率、收缩比之间的定量计算公式,从而为表孔宽尾墩的结构设计提供参考。     

调整常州市城市供水价格的探讨

常州是水质型缺水城市,然而长期低廉的城市供水价格不仅严重影响节水型社会的建设,也制约了城市供排水行业的健康发展,水价改革势在必行。依据相关政策要求,通过调价空间的分析,以节约用水为经济杠杆,探讨在"十一五"期内建立符合常州实情的阶梯式水价体系。其中,生活用水的水价分为三个阶梯,第一阶梯确保基本需求,第二阶梯控制超额消费,第三级阶梯遏止奢侈浪费;生产用水及特种用水的阶梯式水费应以依据相关节水定额核定各企业的行业总量控制限额,并以此作为容量水价的一级计量,当企业用水超额在30%以内进入二级计量,超额在30%以上进入三级计量。     

2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶预应力张拉模拟施工过程分析研究

对于大跨度弦支穹顶结构,预应力张拉施工过程实际上是几何体系由机构(准机构)变为可承担设计荷载的结构体系过程。该类结构体系的安全控制有别于常规结构体系,它需要对结构的设计状态即最终使用状态进行控制,同时应研究预应力张拉施工过程中结构的力学性能,并对结构几何成形过程中的安全性进行控制。本文以2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶屋盖为研究对象,应用分步一次加载法和单元生死法两种不同的计算方法对弦支穹顶结构的预应力施工进行全过程模拟计算,分析了在预应力施工过程中结构位移、环索内力和径向拉杆内力变化规律,确认了张拉施工过程的安全性;得出分步一次加载法时结构力学响应大于单元生死法时结构力学响应的结论;证明弦支穹顶整体结构设计采用分步一次加载法是偏安全的。     

钢结构施工变形预调值及分析方法

一般情况下钢结构的设计位形只是施工的目标位形,不能作为确定构件加工和安装位形的直接依据。为保证施工的顺利进行以及竣工时结构的位形满足设计要求,施工过程中需对结构设置变形预调值。介绍了钢结构施工变形预调值的概念,构造了钢结构施工变形预调值计算的一般迭代法、正装迭代法、倒拆迭代法和分阶段综合迭代法。其中,一般迭代法可用来计算采用满堂脚手架法施工的钢结构变形预调值。正装迭代法可用来计算各种施工方法下钢结构的变形预调值,但当结构复杂杆件比较多时,分析过程中常出现算法不收敛的问题。倒拆迭代法收敛性高,但计算工作量较大。分阶段综合迭代法可以用来计算闭环复杂结构的变形预调值,克服迭代不收敛问题,其计算工作量较小。     

非均匀变截面梁的等效梁解法

在阶梯折算法的基础上，用等效梁法给出了非均匀变截面梁的稳定性和自由振动问题的解，这是区别转换矩阵法的又一解法。     

弦杆轴力作用下不等宽K型间隙方管节点性能研究

利用非线性有限元法对不等宽K型方管间隙节点进行了数值计算 ,揭示了此类节点在弦杆轴力作用下的极限承载力、变形、刚度等随各几何参数的变化规律 ,得出了轴向拉力和压力及相关几何参数对节点承载性能的影响的相关结论 ,可供工程设计参考