无压均匀流输水隧洞的定型断面计算

根据水电建设总局隧洞规范TY—24—108—48规定,输水隧洞定型断面的尺寸应与洞宽成一定的比例关系[注一]。分五种断面型式,按流量特征值进行上述隧洞计算。这种计算需要编制流量模数K的详细图表和K与隧洞充水程度α=h/H的相对关系图。式中h——均匀流正常水深;H——隧洞断面高。现行的隧洞计算方法,根据指定的隧洞尺寸计算它的输水能力是比较简单的。然而,按这种方法解决相反的问题就复杂了。无压隧洞均匀流的水力计     

特种断面的引水隧洞在无压均匀流情况下的水力计算

根据水力发电建设总局的技术规范,对特种断面的引水隧洞规定,其断面尺寸均以对底宽的不同比值而定。过去在探讨五种特种断面的水力计算时,主要是为了确定其泄流能力,这需要列表作详细的计算,并绘制流量特性值K与隧洞充水度a的关系曲线(a=h/H,h—均匀流水深,H——隧洞高度)。利用上述图表,就可简便地计算出所给定断面的泄流能力。但     

无压流圆形断面水力计算的迭代法

无压流圆形断面水力计算中的正常水深、临界水深求解无显函数形式的表达公式,传统计算采用试算或查图进行。现通过均匀流公式和临界流方程导出了无压流圆形断面临界水深、正常水深水力计算的迭代公式,并给出了满足无压输水隧洞要求净空面积不小于全断面面积的15%,或净空高度不小于0.4m条件时的界限洞径与界限流量计算式,也给出了均匀流最大水深与最大流量的判别关系式,计算过程采用迭代法进行。经检验迭代公式具有较好的收敛性和较高精度。     

无压输水隧洞数值模拟研究

隧洞在水利工程中被广泛应用,本文以黄泥滩灌区供水工程引水隧洞为例,采用计算流体动力学软件FLUENT对无压隧洞进行二维数值模拟研究,选择VOF方法来模拟自由水面,与RNGK-ε模型耦合建立无压隧洞洞内的水气二相流数学模型。通过计算得出了同一流量、不同库水位、不同闸门开度的流速场及水面线,并模拟出了隧洞内闸室及消力池之间的最大流速及流态,对其进行了分析,可为水工设计提供技术支撑。     

无压输水隧洞分流控制技术研究

利用压力输水和无压输水的联合作用机理,开发了折线型薄壁堰结构型式的分流设施,实现了深埋无压输水隧洞有效分流控制,独创了结构简单、运行可靠、流态稳定、流量调节免操控、设施免维护的分流控制技术。     

无压均匀流矩形断面宽深比关系式推导

在无约束情况下,无压均匀流矩形设计断面的宽深比是任意的、无规律的,引入设计断面与最佳水力断面面积比α约束后求解,得出的设计断面的宽深比β和面积比系数α之间的关系式,辅助优选断面,特别适合对宽深比有控制要求的直墙式输水隧洞。     

无压均匀流圆管的水力计算简便法

作者通过公式推导和数据整理,应用引入的中间参数F_1、F_2、F_3、F_4的计算公式和所绘制的诺模图表,为圆管均匀流的水力计算提供了一种较简便的计算方法.     

圆形无压隧洞的经济过水断面

圆形断面是无压隧洞常用断面形式之一。当引水流量Ｑ，衬砌糙率ｎ及底坡ｉ确定后，在满足一定净空面积及净空高度的条件下，所面尺寸按明渠均匀流公式计算确定，计算过程繁复，结果也往往偏大。本文从水力计算的角度导出了按一定面积比及余幅确定断在尺寸的方法     

方圆形无压隧洞的经济断面

方圆形断在是无压隧洞常用的断面形式之一。通常引水流量、初砌糙率及底坡是给定的，隧洞水面以上的净空面积和净空高度也有一定要求。本文根据这些已知条件，结合水力最佳断面的概念，导出了该断面形式的经济断面。     

方圆形无压隧洞的经济断面

方圆形断面是无压隧洞常用的断面形式之一。通常引水流量、初砌糙率及底坡是给定的，隧洞水面以上的净空面积和净空高度也有一定要求，本文根据这些已知条件，结合水力最佳断面的概念，导出了该断面形式的经济断面。     

无压六圆弧蛋形断面隧洞正常水深的简化计算

由于六圆弧蛋形断面形式复杂,正常水深无法通过解析法获解。常规的计算法由于公式分段、表达形式为复杂的超越方程,计算工作量大、效率低。依据优化拟合理论,以标准剩余差最小为目标函数,在工程适用参数范围内,经拟合计算获得由一个通用算式表达、形式简单直观、便于实际应用、计算精度满足设计要求（最大误差为0．887％）的近似公式,具有一定的实用推广意义。     

圆形无压隧洞水力计算

根据规范的要求 ,推导出圆形断面无压输水隧洞直径的直接计算方法和正常水深的迭代计算公式 ,证明了迭代格式的收敛性 ,并且利用回归分析拟合出迭代函数的近似表达式 ,以此求出迭代初值。经过二次迭代计算 ,所得正常水深的相对误差的绝对值一般不超过 0 .2 33% ,该方法计算简便 ,可在工程实际中应用     

六圆弧蛋形断面无压隧洞水面线解析计算模型

六圆弧蛋形断面形式复杂,水力要素为分4个区间给出的超越方程,用常规方法完成水面线计算不但存在误差累积而且计算工作量大、效率低。依据优化拟合理论,以标准剩余差最小为目标函数,在工程适用参数范围内,经拟合计算获得了由一个简化通用算式替代原积分中的分段且不可积函数(最大拟合误差仅为1.53%),不但实现了由差分逐断面推算改为直接积分获解,而且由于正、负拟合误差的相互抵消,使最终计算成果的精度进一步提高。利用该近似公式完成六圆弧蛋形断面隧洞水面线计算,可使求解过程简化,工作效率明显提高,具有实用推广意义。     

输水隧洞衬砌断面型式选择

红雁输水隧洞地质条件复杂,地下水匮乏,砂卵石土质下地表水很容易渗入,且高岭土吸水性强,遇水后快速膨胀、软化,综合考虑这些情况对隧洞衬砌断面型式的选择十分重要。文章对隧洞地质条件与地质参数的选取、影响隧洞衬砌断面型式选择的因素进行分析,并进行了衬砌断面型式比较与选择,结果表明,蛋形现浇素混凝土衬砌断面型式对于红雁输水隧洞较为适用。     

蛋形断面无压隧洞水面线解析算法

针对蛋形断面形式复杂,用常规方法完成水面线计算不但存在误差累积而且计算工作量大、效率低的问题,依据优化拟合理论,以标准剩余差最小为目标函数,在工程适用参数范围内,经拟合计算得到了一个简化通用算式来替代原积分中的分段且不可积函数,并推求出了蛋形断面隧洞水面线计算的近似解析通式。拟合误差分析和实例计算结果表明:解析通式的计算误差小于2%;利用近似解析通式完成蛋形断面隧洞水面线计算可使求解过程大幅度简化,工作效率明显提高。