气动冲淤数值仿真模型研究

为进一步探索气动冲淤的作用机理和在工程实践中的应用,进行了气动冲淤数值仿真模型研究。采用立面二维水-沙-气三相仿真模型,对气动冲淤中气体及泥沙运动特性进行了探索,并对比了气动冲淤与水射流冲刷的优缺点。结果表明:①采用气动冲淤时,气流冲击到泥沙后向上运动,同时带动泥沙向上运动,随之被水流带走。相同条件下,水射流的冲刷范围大,但气动冲淤的冲沙效率更高,采用气动冲淤能达到较好的清淤效果。②气动冲淤中,气体流速越大,冲刷效果越明显,冲沙率随气体弗劳德数的增大呈线性增大趋势。     

基于RNG κ-ε与LES模型的盲肠河段口门区水力特性数值模拟分析

为分析RNGκ-ε模型和LES大涡模型对盲肠河段数值模拟的影响,采用RNGκ-ε模型和LES大涡模型数值模拟盲端内及口门区的水流特性,并在此基础上研究了口门掺混区的涡流特性及其对盲端内水位和流速的振荡影响。结果表明,相对于RNGκ-ε模型,LES大涡模型模拟的结果更精细、全面;涡流从口门掺混区上游产生,顺水流方向向下游发展,直至溃灭,在主流与盲端下游交汇处涡量最大;剪切涡流造成盲端内流速及水面波动的周期性变化,其中水面振荡的方向与水流方向一致。研究成果为盲肠河段口门区涡流特性研究提供了参考。     

注水式城市应急防洪箱挡水受力特性分析

注水式城市应急防洪箱是一种高分子材质的防汛应急抢险新装备,采用理论分析和有限元计算结合的方法,对防洪箱挡水过程中的受力稳定条件以及箱体的应力、应变特性进行分析,结果表明：由防洪箱在挡水过程中的受力特性可知,在同一注水条件的不同挡水高度下,防洪箱的最大应力和变形均发生在迎水面,其中最大应力在迎水面底部,最大变形发生在迎水面中部。     

分段低压输水系统水力振荡特性 分析方法探讨

对现有的分段低压输水系统水力振荡特性分析方法进行了探讨比较,并分析了各种方法的优 缺点。经比较分析可知:传统的特征线法和隐格式法主要用于系统水力振荡的时域分析;U形管模型 法只考虑了水体的刚性,而忽略了水体弹性;压力管道内水体采用精确模型只适用于系统的频域分 析。采用基于水力振动理论的压力管道线弹性模型,是用于分段低压输水系统水力振荡特性分析的新 的研究方法,该方法可对系统同时进行时域分析和频域分析,而且能够较准确地反映压力管道内水体 的高阶振荡特性,相比其他方法更具优越性。     

低压输水单元水力振荡的数值研究

在长距离分段低压输水系统中,为防止过大的流量波动,系统中不能产生过大的水力振荡,尤其不能发生水力共振,因此必须对其振荡特性进行分析,以保证系统的正常稳定运行。本文采用基于压力管道内水体水力振荡的线弹性模型描述输水管道中水流的控制方程,利用状态方程来描述输水单元。基于系统控制理论,分析了采用不同阶数的线弹性模型时输水单元的频率特性。同时,分析了三阶线弹性模型的特征值与输水单元参数的相关性,以及各特征频率对输水单元的影响。其结论可为输水系统的设计和优化提供依据。     

高密度电法仪在溃坝试验中的应用研究

高密度电法是水利水电工程隐患探测中重要的物探方法之一,文中对高密度电法基本原理以及日本OYO公司生产的Mc OHM Profiler 4多道数字电阻率测量仪进行了简单介绍。应用研究借助原体大坝管涌溃决试验,将高密度电法仪应用在试验蓄水过程中,通过电极布设与探测,获取坝体蓄水期的视电阻率场分布与变化;结合水库蓄水期库水位上升、坝体渗流场发展过程资料,分析坝体电阻率场与渗流场之间的关系。分析成果表明,高密度电法仪获得的坝体电阻率发展过程与大坝浸润面发展过程具有一致性,一定程度上可以用坝体视电阻率分布反应坝体渗流场变化情况。     

贵港二线船闸下引航道物理模型试验研究

引航道及口门区通航水流条件一直是多线船闸并列布置中十分重视的问题,如布置和运行控制不当,容易导致相关安全问题。建立了1:100的贵港枢纽下游及船闸引航道物理模型,研究贵港二线船闸的布置方案及其对引航道和口门区水流条件的影响。结合贵港枢纽的特点,分析枢纽不同泄流条件下,二线船闸原布置方案中引航道、一线船闸停泊段及口门区的流速大小,得到影响船闸引航道水流条件的控制工况;在此基础上,提出了优化布置方案,对不同布置长度及透空方式下引航道的水流条件进行了对比分析。根据研究成果,推荐二线船闸下引航道内采用隔流墙,布置长度为135 m,底部不透空或透空高度小于0.50 m的方案。研究成果为贵港二线船闸的优化设计提供了参考。     

分段低压自流输水系统中无压连接段水力特性三维数值模拟

采用三维数值模拟方法研究了带有明槽的无压连接段水力特性.结果表明,数值模拟方法在新型无压连接段水力特性预测中具有良好的适用性;且新型元压连接段能满足运行要求.     

小波动状况下简单式调压室水位波动分析

计算电站微小负荷变化导致水位小幅波动时,由于调压室水位波动情况复杂,需编制相应体型非恒定流计算程序来解决。根据简单式调压室基本方程推导出了解析法,应用泰勒展开式将引水道和调压室的动量方程的摩阻损失线性简化,通过求解常微分方程即可得出流量瞬时改变或流量随时间改变时调压室中的水位波动方程,进而可分析水位波动振幅的衰减并验证了调压室的稳定性。     

船舶进出闸室对系缆力的影响

船舶进、出闸室时,船行波在闸室内引起较大水面波动,造成闸室内系缆船舶的系缆力增大,影响闸室内的船舶停泊安全;大型船舶进、出闸室时,产生的船形波作用更强,对系缆船舶的系缆力影响更大。通过1∶36.3三峡船闸的物理模型和相同比尺5 000 t级典型大型船舶模型,采用系列物理模型试验,对船舶进出船闸时闸室内系缆船舶的系缆力进行了研究。研究结果表明,闸室内有系缆船舶时,船舶进、出闸的航行速度对系缆船舶的系缆力影响很大,进、出闸速度越快,其系缆力也越大。三峡船闸中,当水深5.5 m,闸室内有系缆船舶,大型船舶偏航进、出闸室时,为保证船舶停泊安全,航行船舶的进、出闸速度宜小于0.5 m/s。