表孔泄洪闸消力池辅助消能工试验研究

通过模型试验，对比研究了在表孔泄洪闸上应用掺气分流墩和在消力池中采用常规消能工的消能效果。对比研究结果表明，分流墩具有一定的消能效果，但对水流条件有特定的要求，有一定的局限性。在调节运行工况变幅较大时，可以采用常规消能工消能。     

低坎分流墩消能工的优化研究

本文以左江水利枢纽的泄流条件为依据 ,进行二元水流试验研究 ,从水流流速分布、河床受冲程度、下游波浪的大小 ,提出了低坎分流墩的关键体型参数的较优值 ,并利用有限元对分流墩优化前后的体型进行了受力分析 ,提出了一种适用于实际工程应用的分流墩体型。     

重力坝下游宽尾墩和消力池联合消能工水力特性试验研究

某水电站是目前采用＂宽尾墩＋消力池＂联合消能工中坝高最大的水电工程,加之流量大,洪峰频率高,泄洪建筑物运用频繁,其泄洪消能问题十分突出。本文通过水工模型试验研究,对表孔宽尾墩体型设计参数进行了优化,同时对比分析了长、短消力池的流态、水面线、压力分布、临底流速等水力特性,提出了一个水力学较优的消能工体型布置方案。实测结果表明,消力池底板时均冲击压力高达42.9（9.81kPa）,脉动压力高达10（9.81kPa）.恰当增加消力池长度对于降低消力池出池水流波动和减轻下游河道冲刷有利。试验成果已为实际工程的消能防冲设计提供了重要的参考依据。     

跌扩型底流消能工消能的试验研究

采用水力学试验方法,对跌扩型底流消能工的消能及其机理进行了初步分析和试验研究,详细分析了跌扩型底流消能工消力池内水流流态与水流结构,由此论述了该消能工的消能机理,又在试验成果的基础上从消减临底和临墙流速方面分析了跌扩型底流消能工的消能作用。研究成果表明,跌扩型底流消能工,由于跌坎和突扩的存在,大大减小了临底和临墙流速,提高了消能效果。     

低弗劳德数水流辅助消能工空蚀问题研究

辅助消能工的空蚀问题是水利工程中重点关注的问题之一。本文针对水利工程中常遇到的消力墩表面空蚀破坏问题进行了试验研究,提出通过两种方法解决空蚀问题:采用消力池+不完全宽尾墩+消力墩联合消能工和圆化消力墩棱角。试验结果表明:采用联合消能工不仅能够减小底流流速、减轻水流对消力墩的冲击力,而且能够提升消力墩表面的空化数、有效提高消能率。适当圆化消力墩棱角可以降低初生空化数;还能减轻紊动、提升空化数,从而提高消力墩的抗空蚀能力。     

底挑消能工共轭水深的优化计算与试验研究

根据"底挑"这一新型消能工结构特点,基于水跃基本理论,研究和优化了计入反弧段离心力作用的跃前水深和考虑底挑反弧作用的跃后水深形成共轭水深时的计算方法,采用牛顿迭代法表达了底挑消能工共轭水深两者各自的计算式,并将优化后的共轭水深在水跃函数曲线图中补充体现。同时,以实际水利工程底挑结构为原型,按照枢纽既定工况,分别求得了共轭水深优化计算值与常规值,对比发现优化计算的第一共轭水深略大于常规值,而优化计算的第二共轭水深微小于常规值;并且结合水工模型试验研究验证了共轭水深优化计算的合理性和优势。     

沙湾电站坝下消能防冲试验研究

通过水工模型试验，论证方案的可行性，对闸下水流流态、流速分布、坝下消能进行了系统研究。并对枢纽布置及结构尺寸进行优化。     

锥形阀消力池优化试验研究

对崆峒水库输水洞平板闸门改建为锥形阀后的消力池进行了模型试验研究。锥形阀消力池内流态稳定,池末端水流没有直冲消力坎且没有明显的水面跌落,消能效果较好。试验结果分析表明：当流量不同时,消力池的最优体型亦有所不同。     

岸边溢洪道侧面挑入消力池消能方式研究

本文提出了一种岸边溢洪道从侧面分散挑射出流,利用与之平行布置的已有消力池来消能的布置形式,采用模型试验和数值模拟的方法对溢洪道的水力特性以及消力池内的水流流态等进行了研究。结果表明,在适当的位置取消侧墙,并配合底板的适当倾斜,可使部分水流从侧面沿程均匀跌入消力池,溢洪道另一侧边墙末端采用圆弧收缩至消力池边墙处,可使其余水流从跌射水流上方挑射进入水力池,从而在消力池内形成一"∩"形入射水舌,使溢洪道出射水流充分拉伸扩展,分散进入消力池,避免对消力池底板造成较大的冲击。采用这种布置形式,既不影响其它泄洪建筑物泄洪时消力池的正常运行,又充分利用了已有消力池的后半部分供溢洪道消能,可大大节约工程投资。     

低水头大流量厂坝联合泄洪消能流场的二维数值模拟

在模型试验的基础上，应用κ-ε紊流数值模型，采用VOF方法，对低水头大流量厂坝联合泄洪消能流场进行了二维数值模拟。研究对比分析了单独泄洪和联合泄洪时下游流场的流态、水面线、流速、压力等水力特性，结果表明，这种布置形式的电站下游，流速叠加后沿垂线出现均化，表孔水舌潜入点下移，底部回旋区减小，下游消能区水跃对电站正常发电的影响较小，采用的数值方法可行，计算结果与试验结果吻合较好，为进一步进行三维数值模拟打下了基础。     

台阶式溢流坝后消力池压强特性

本文通过物理模型试验,研究了台阶式溢流坝在3种坡度下消力池底板上的时均压强、峰值动水压强、脉动压强强度及其形成的特点,提出了计算时均压强的经验公式。研究表明,时均压强、峰值动水压强和脉动压强强度最大值出现在水流冲击消力池底板处,位于x/hk=1.2～2.5,其值随泄槽坡度和流量增加而增大,时均压强的yp/hk最大可达5.4,脉动压强强度可达其相应时均压强的80%,峰值动水压强与时均值的比值可达5～8倍。压强最小值位于x/hk=2.5～5.1之间,时均压强偶会出现负值。脉动压强优势频率在冲击区为4Hz～8Hz,水跃区2Hz～5Hz,跃后区一般在2Hz以下。     

基于SVR-GA算法的跌扩型消力池优化研究

消力池的优化设计一直是水利工程中的热点课题。传统的消力池优化方法往往采用试错法。试错法不但效率低,而且在设计过程中很难兼顾多个优化目标。因此,建立一套系统性的、目标定向的优化方法十分必要。研究以位于四川省广元市的大寨水库消力池为例,采用SVR回归模型（support vector regression,SVR）建立优化变量（跌坎高度d、突扩比β和尾坎坡度θ）与优化目标（消能率?E/E1、临底流速v）之间的近似模型,并采用遗传算法（genetic algorithm,GA）求解该近似模型,得到一个优化后的消力池体型。对比优化前体型,优化后的消力池消能率几乎不变,但最大临底流速明显降低,底板时均压强分布趋于均匀,消力池综合性能得到了提高。结果表明,提出的优化方法同样适用于类似水工建筑物的体型优化设计问题。     

跌坎底流消能水流再附长度的数值模拟研究

生态友好理念坝工建设趋势下,底流消能优势明显。采用消力池池首设置跌坎的底流消能工很好的解决了消力池临底流速高危害运行安全的难题。本文是在近年来多项高坝工程采用跌坎底流消能工的背景下,通过采用RNGk-ε紊流模型结合VOF方法的两相流数值模拟方法,开展了跌坎底流消能水流再附长度～跌坎高度～坎上水深～坎上流速相互关系的研究。研究结果表明,在坎高和坎上水深一定的情况下,流速的变化不影响水流的再附长度。同过研究结果的无量纲化,给出了L/d（再附长度/跌坎高度）～d/h0（跌坎高度/坎上水深）的关系。     

跌坎消力池水动力荷载特性试验研究

基基于某水电站溢洪道消力池底板的稳定性研究,研究了跌坎消力池的水动力荷载特性。分析结果表明:水跃完全发生在陡槽末端时,陡槽水跃区最大脉动压力系数是消力池底板脉动压力系数的30多倍;水跃部分发生在陡槽末端时,陡槽水跃区最大脉动压力系数与消力池底板脉动压力系数同数量级;陡槽水跃区脉动压力积分尺度小于消力池底板脉动压力积分尺度,即陡槽水跃区的水流涡旋尺寸小于消力池内的水流涡旋尺度。陡槽水跃区底板脉动压力积分尺度随着流能比的增大而增大;消力池底板脉动压力积分尺度随着流能比的增大而减小;陡槽水跃区底板单位面积上举力明显大于消力池底板的单位上举力。板块上举力不仅与底板脉动压力系数有关,而且与脉动压力的空间积分尺度密切相关。     

进口形式对浅水垫消力池水跃特性的影响

针对泸定水电站3#消力池出口边界不对称的特点,通过单体局部模型试验对三种不同进口衔接形式的浅水垫消力池内的水跃形态进行了对比分析。研究结果表明,消力池进口形式对水垫深度影响较大,直接决定了水跃是否能够形成及其稳定性。多级台阶进口最适用于入池主流能够充分靠近底部又能保证一定水垫深度情况,在水流入池角度较小时主流远离池底水垫厚度过大时,则容易形成面流流态;圆弧进口可以将入池水流导向池底,但进口扩散段在出口不对称性和尾坎的顶冲反射作用影响下,导致水垫厚度不均匀,从而产生不稳定斜向水跃,同时影响边墙的稳定性;采用一定长度的等宽圆弧进口则可使得池内水跃流态稳定,消能效果良好。因此,浅水垫消力池要充分发挥其优势,在实际应用时需重视进口形式的设计,以形成合适的浅水垫。     

混合电动汽车辅助储能系统的研究

针对混合电动汽车在城市交通中频繁加速减速的特点,设计了基于超级电容储能的电动汽车辅助储能系统,选择两相交错式半桥拓扑双向DC/DC变换器作为超级电容的充放电电路.重点设计双向DC/DC变换器对超级电容的充放电控制,采用平均电流控制的两个电感电流内环和一个电压外环的控制策略,并对电动汽车辅助储能系统进行了Simulink仿真,从而有效验证了超级电容在电动汽车中应用的优势.     

微机保护装置抗扰度试验中辅助设备的电磁兼容

在按照IEC60255-22系列产品标准(等效GB/T14598)所进行的微机保护电磁兼容抗扰度试验中,有许多项目需要用到辅助设备(AuxiliaryEquipment,以下简称AE)。纵使在受试设备(EUT)和AE之间使用了去耦合网络(约能衰减20～30dB),结果发现仍会有相当程度的干扰施加到AE上,如果AE的抗扰度很差,那么将无从判断受试设备(EUT)在施加干扰时的性能,因此必须选择抗扰度较好的AE,以保证得到对EUT的正确评价。该文提出了一种应用电磁元件搭建AE网络的方法,并对其优缺点进行了分析。     

微机保护装置抗扰度试验中辅助设备的电磁兼容

在按照IEC60255-22系列产品标准(等效GB/T14598)所进行的微机保护电磁兼容抗扰度试验中,有许多项目需要用到辅助设备(Auxiliary Equipment,以下简称AE).纵使在受试设备(EUT)和AE之间使用了去耦合网络(约能衰减20～30 dB),结果发现仍会有相当程度的干扰施加到AE上,如果AE的抗扰度很差,那么将无从判断受试设备(EUT)在施加干扰时的性能,因此必须选择抗扰度较好的AE,以保证得到对EUT的正确评价.该文提出了一种应用电磁元件搭建AE网络的方法,并对其优缺点进行了分析.在后来的一系列试验中证明,这种AE网络达到了较好的抗扰度效果.然后,又对微机型测试仪的电磁兼容性能作了分析,并提出了一些抗干扰措施.     

LR-WPAN中节点能量优化方法

针对特定的应用场合,考虑低速率无线个人局域网(LR-WPAN)网络节点的能耗问题,提出了一种基于CSMA/CA与TDMA相结合的传输方法。方法以网络同步为前提,通过增加网络休眠时间和划分数据传输时间槽等措施,降低网络的整体功耗。实验结果表明,所提方法在增加路由节点的休眠时间和减少终端节点载波侦听功耗方面都优于CSMA/CA算法,延长了网络生命周期。