三自由度模型覆冰输电导线舞动的数值仿真分析

基于考虑输电导线垂直、水平和扭转振动耦合的3自由度模型,利用数值方法,针对系统参数和环境参数对临界风速的影响以及可能的复杂舞动模式进行了分析.给出了覆冰厚度、初始覆冰角度、来流密度、导线初始张力、单位长度质量和横向阻尼比对临界风速的影响曲线.在讨论舞动可能出现的复杂运动时,发现随风速的变化,由于周期运动的分岔可导致概周期运动和混沌等复杂运动形式.     

淤泥对平面钢闸门启门力影响的计算方法

基于理论和实际工程资料分析,提出了一个泥沙淤积对平面钢闸门启门力影响的计算公式。其中将门前淤泥考虑为由粗细颗粒组成的宾汉体泥浆,并将淤泥对闸门的附着力考虑为两部分:一部分是粗颗粒与闸门之间的碰触和相对滑动产生的摩擦力;另一部分是细颗粒之间的絮凝作用提供的极限剪切力。同时公式中还考虑了门顶和梁格中附带泥沙的重量、下吸力、行走支承的摩擦力、止水摩擦力对闸门启门力的影响。通过与夏毓常的计算公式和天津宁车沽防潮闸的实测数据进行对比分析得出:本文给出的公式在计算门前有泥沙淤积情况下的启门力时,其计算精度能够满足工程实际需要。     

水工闸门垂直水动力计算方法

为了解决水工闸门在启闭过程中垂直水动力的计算方法问题,将垂直水动力分为闸门开启过程中的下吸力和关闭过程中的上托力。首先,在闸门开启过程中,闸门底缘水流的压力能会转化为动能,而在同一开度下流过闸孔的流量又是常量,这就造成了过水断面在闸门底缘处的收缩,流体与闸门底缘分离,当外界补气不充足时,在闸门底缘部位将形成一定真空度,这部分真空度则是造成下吸力的主要原因。其次,在闸门关闭过程中,闸门对水流的阻断以及闸门底缘对水流流向的改变是导致上托力产生的主要原因。最后,该文应用下吸力和上托力的作用原理并结合水流的能量和动量方程提出了闸门启闭过程中下吸力和上托力的计算方法。同时,利用经积石峡水电站试验数据验证后的数值模型进行仿真分析,结果表明:下吸力和上托力计算方法所得结果与仿真结果吻合较好。     

覆冰输电导线舞动的仿真分析

基于考虑输电导线垂向和扭转振动耦合的两自由度模型,利用多尺度法和数值分析方法,分别就系统参数和环境参数对临界风速和舞动振幅的影响进行了理论和仿真分析,并讨论了扭转振动分岔导致的可能复杂运动。利用零解的稳定性条件,得到了覆冰厚度、初始覆冰角度、来流密度、导线的初始张力和单位长度质量以及横向阻尼比对临界风速的影响曲线。基于解析和数值仿真的结果,分别给出了风速、覆冰厚度、来流密度、导线的初始张力和单位长度质量以及横向阻尼比对舞动振幅的影响曲线。对扭转振动分岔的研究表明,风速变化时,(零解失稳导致的)周期运动的分岔可导致倍周期运动和概周期运动等复杂运动形式。     

水工钢闸门滚轮的滚动摩擦力臂计算方法

为了解决水工钢闸门滚轮在受载荷作用时产生的滚动摩擦力臂的计算方法问题,将滚轮与钢轨的接触问题简化为圆柱与圆柱座之间的接触问题,并以接触线为底作半圆,假设接触线上各点的压力与此半圆在该点的高度成正比。同时根据无限半平面Boussinesq问题的解法推导出滚动摩擦力臂的解析解。最后采用ANSYS建立滚轮全模型与钢轨进行接触分析来验证滚动摩擦力臂解析解的正确性。结果表明该滚动摩擦力臂计算公式简化合理,计算精度能够满足实际要求。     

Duffing-van der Pol振子的时滞反馈控制研究

本文研究了Duffing-Van der Pol振子在一类时滞反馈控制下零解的稳定性问题以及极限环的振幅和稳定性问题。依平均法和对时滞反馈控制项泰劳展开的截断得到的平均方程表明,零解的稳定性除与原方程中线性项的系数有关外,只与线性反馈有关,与非线性反馈无关。通过调整线性反馈的增益和时滞,可以使不稳定的零解变得稳定。零解发生Hopf 分岔导致的周期解的振幅除与原方程中非线性项的系数有关外,与线性反馈和非线性反馈均有关。通过调整反馈增益和时滞,不仅可以控制极限环的振幅,还可以抑制极限环的产生。此外,根据平均方程还容易发现反馈时滞对系统动力学行为的影响具有周期性。数值仿真的结果验证了理论分析的正确性。     

基于VB的平面钢闸门设计平台开发

为了解决传统设计平面钢闸门的计算繁琐和工作量大的问题,选择典型的闸门基本设计原理和平面结构体系的设计方法,采用现代化的数据库技术、图形处理技术、文档生成技术及计算仿真工具,以VB6.0为开发工具,研发了一套集设计、计算、绘图及设计说明书于一体的闸门设计平台.最后,选取了某工程实例,分别采用本文开发的设计平台和传统设计方法进行了设计计算和比较.结果表明,前者能够满足设计需要.     

平面闸门启闭过程中的动水垂直力数值模拟研究

动水垂直力是影响闸门启闭力的重要因素,为准确计算闸门启闭力采用RNGk-ε方程紊流模型与物体移动模型(GMO)相结合的方法,对平面闸门启闭过程中的动水垂直力进行了数值模拟研究,以积石峡水电站泄洪洞闸门为例,分析了闸门不同底缘型式和不同启闭速率在闸门启闭过程中对动水垂直力的影响及动水垂直力在闸门启闭过程中的变化规律。