表孔弧形闸门流激振动原型观测研究

随着全球水资源的日益缺乏,我国的水资源问题亦日益突出。许多地方缺水严重,有效开展水资源的合理利用已成为缺水地区的首要任务。部分引水工程的弧形闸门需要进行小开度局部开启操作,以调节流量。本文根据某引水工程弧形闸门流激振动原型观测结果,从闸门结构的振动量、振动位移、动应力、结构动力特性等方面评价弧形闸门小开度运行振动特性及其安全性。其研究成果对其他水电工程的表孔弧形闸门的运行操作亦具有一定的指导意义。     

水工钢闸门安全检测探讨

水工钢闸门安全检测对于运行几十年的水利工程来说十分必要，但在实施过程中有许多实际问题还需研究，例如如何得到设计荷载情况下的检测的问题。作者认为原型试验和回归分析不失为解决这一问题的有效手段，并进一步提出尚需考虑闸门启门力检测中的时间效应问题、门机应力检测中自重应力问题，有待今后研究解决和完善。     

溢流坝表孔弧形闸门流激振动原型观测研究

本文根据溢流坝弧形闸门的工作特点,对工作闸门的泄流流态、闸门结构的静动力特性以及流激振动响应等方面进行了系统观测研究。在静力特性观测研究的基础上,进行了闸门局部开启泄洪状态下的水力学和流激振动状态检测,取得了不同开度下溢流坝闸孔进口水流流态,揭示了大开度运行时门前涌浪对闸门面板下部结构的冲击作用。获得了闸门结构不同开度条件下典型部位的水流脉动压力作用以及振动加速度、动位移和动应力等动力响应参数的量级及其谱特征,取得了闸门振动量随开度的变化规律。对闸门结构的运行安全性进行分析评价和科学论证,提出了闸门结构局部开启的运行操作规程。     

石泉水电厂4号中孔工作闸门的原型观测

对工作闸门的原型观测了解闸门的受力状况、应力分布规律和振动特性,分析闸门产生振动的原因,并考核了启闭机容量,为闸门的安全运行提供了可靠依据     

表孔弧形闸门空载振动原型试验研究

针对龙羊峡水电站表孔弧形闸门存在的振动和异常声响问题 ,通过闸门的制作安装精度检测、启闭力测试、模态测试、动力响应测试、声响测试等原型试验方法 ,对闸门振动原因和特性 ,启闭力不均衡问题 ,支臂的应力应变特性、异常声响的原因和特性等进行深入地研究。研究成果表明 :(1)闸门在强振区的振动主要是弹性模量小的水封所激发 ,其根本的原因是闸门的轨道存在严重偏差和铰轴同心度超标 ;(2 )异常声响的主要来源是铰轴 ,其原因是两个铰轴同心度偏差较大和铰轴与轴套之间存在干摩擦所致 ;(3 )门体振动、支臂应力应变的交替变化、启闭力交替变化、铰轴异常声响它们有密切关系 ,其在强振区的主要频率 (1号门约 4Hz ;2号门约 3Hz)基本一致。     

石泉水电厂中孔工作闸门振动问题的研究

石泉中孔工作闸门由于存在振动问题而降低水头操作,闸门不能按设计要求发挥其工程效益。本文就此问题进行了分析和研究,找出了闸门振动的主要原因,结合复核计算结果,提出了新的启门最高限制水位和闸门运行方式,井提出闸门的消振措施和处理方案。     

高水头大尺寸闸门流激振动原型观测研究

本文介绍天生桥一级电站放空洞工作闸门流激振动原观测成果,首先应用实验模态分析技术对工作闸门的结构动力特性进行了仔细细胞研究,获得了完整的结构模态信息。此外,考虑了作用于闸门结构的脉动压力特征,研究了闸门结构在高速水流作用下的振动加速度,动位移及动应力等物理量的数字特征和谱特征,最后对闸门结构进行了动力可靠性分析。提出了闸门安全运行的操作规程。     

汉江喜河水电站表孔弧形闸门控制系统设计

喜河水电站坝顶设5孔溢流弧形工作闸门。本文在分析溢流表孔弧形工作闸门控制需满足要求的基础上，提出控制系统组成、控制方式的设计以及可实现的控制功能。经过对启动控制柜在出厂前进行的各项功能试验，证明该设计方案可行。     

高水头弧形闸门突扩跌坎及掺气设施体型研究与工程实践

随着水电工程的泄水孔道设计向高水头方向发展,采用突扩跌坎弧形门布置方式可以较好的解决高水头弧形闸门的止水安全等问题;但结合掺气减蚀设施布置的突扩跌坎具有不同于一般闸门孔口的水力特性,一些工程出现了原因各异的破坏现象。通过对国内外部分采用突扩跌坎布置的泄水孔道体型参数以及运用情况的分析,对水布垭面板堆石坝高水头放空洞突扩跌坎及掺气设施进行了综合选型,并进行了水力学模型试验,研究了突扩跌坎闸门区的水力特性、空化特性及水流掺气特性,分析了530m长的高速明流洞只设一道掺气设施的可行性。经过原型工程长时间、超高水头的泄洪考验,放空洞突扩跌坎闸门区与高速明流洞均无空蚀现象,表明水布垭面板堆石坝高水头放空洞弧形闸门突扩跌坎掺气设施选型以及在530m长的高速明流洞只布置一道掺气设施研究取得了成功,可供同类高水头泄水建筑物设计时参考。     

水电站二级放空洞偏心铰弧形闸门静力特性有限元分析

建立了大东江水电站二级放空洞偏心铰弧形闸门的精细化模型,采用有限元法研究了闸门在自重、静水压力、温度荷载、支铰沉陷等不同荷载组合下的静力特性。结果表明闸门在各种工况下应力较大区域均较小,对闸门强度的影响较小,刚度计算满足设计要求,计算结果为闸门运维检修工作提供重要技术支持。     

节制闸对分水口处渠道水力响应的影响及敏感性研究

节制闸的运用是渠道运行控制的主要手段，是影响渠道水力响应的重要因素。本文以南水北调东线小运河干渠为研究对象，选取分水口处水位下降速率、水位最大降幅和水位过渡时间作为表征渠道水力响应的指标，在渠道分水口取水流量增大的情况下，研究节制闸调节对分水口处渠道水力响应的影响规律。在此基础上分析分水口处渠道水力响应对节制闸调节的敏感性，提出基于节制闸调节的渠道水力响应敏感性指标，该指标能定量的反应闸门调节幅度、节制闸与分水口间距对渠道水力响应的影响程度。研究表明，分水口处渠道水力响应对闸门调节幅度的影响较为敏感，对节制闸与分水口间距影响的敏感程度次之。     

水工弧形闸门流激振动特性物模-数模联合预测与安全分析

水利工程中的弧形闸门对整个枢纽的安全至关重要,而水流诱发闸门振动现象很普遍,其动力安全关系到整个枢纽建筑物的安全,对闸门流激振动响应的合理预测是水利工程中的一项重要研究课题。基于嘉陵江新政工程弧形闸门实例,运用物理模型和数学模型对该闸门流激振动特性进行了预测,综合考虑了整个闸门体系的耦合作用以及流固耦合效应,用物理模型仿真模拟了水力系统-闸门结构系统-支撑系统（闸墩）整体耦联振动,强调闸墩对闸门振动的影响,突破了以往将闸墩处理成刚性的方法。提出用三维板壳单元建立闸门空间数学模型并进行动力分析,最后联合物理模型和数学模型对其进行了动力安全分析,提出避免危害振动的措施。     

锦屏一级水电站分层取水叠梁门进水口水力特性研究

本文结合锦屏一级水电站叠梁门分层取水进水口的布置,通过水工模型试验,对电站进水口的水力特性进行了系统研究.研究结果表明,通过控制门顶水头可避免进口水流产生旋涡等不良流态;进口叠梁门及闸墩段压力呈线性分布,压力脉动较小;进水口叠梁门顶上方底部流速较大,门后竖向流道内流速分布不均匀;进水口设置叠梁门后水头损失明显变大,且水头损失随叠梁门高度成比例增大.研究成果为工程分层取水进水口的设计提供了参考依据和指导.     

大中型灌区水泵动力特性动态可拓修正方法

针对我国部分大中型灌区水泵的运行时间较长、水泵动力特性和刚出厂时有较大差别的现状,为了获取较精确的水泵动力特性,首先,从生产厂家的水泵原始资料、设计资料以及电动机效率曲线等原始资料出发,获取原始动力特性数据;其次,结合水泵组近期实际运行记录的数据,采用"指数衰减"静态修正方法和可拓神经网络的动态训练方法,对动力特性数据进行修正;最后,把两种方法集成编译为计算机软件模块,嵌入式开发了"大中型灌区水泵动力特性分析系统V3.0"。实践应用表明,修正后的水泵动力特性方程符合工程应用实际,典型曲线之间间距匀称,同趋势不相交,且与实际运行数据库中的数据拟合误差低,实际效果较好,为下一步开展水泵的优化调度和闸门的联合经济运行奠定了基础。     

Analysis of independent gate operation in Si nano tube FET and threshold prediction model using 3D numerical simulation

In this paper, silicon nanotube field effect transistors (SiNT-FETs) are investigated for independent gate operation using 3D numerical simulation. The parameters, \(\mathrm{I_{ON} , I_{OFF}, V_{T}}\), and the unity gain cut-off frequency \(\mathrm{(f_{T}}\)) are studied in the independent-gate mode. The SiNT-FET we have considered has two gates, namely outer and inner gates, and can be simultaneously driven or independently driven. The physical gate oxide thicknesses of the outer and inner gates of the device are to be converted into effective gate oxide thicknesses due to the non-Euclidean geometry associated with the tube structure. The effective gate oxide thicknesses are different for the same outer and inner physical gate oxide thickness. Since the inner and outer gates are asymmetric, the device parameters extracted at the outer and inner gates are different. Since the independent gate operation allows dynamic threshold voltage adjustment, a model to predict the threshold voltage also known as the threshold voltage sensitivity model is developed for the SiNT device by modifying the double gate FinFET model. These models are verified by TCAD simulation results to validate their accuracy.     

模型渠道集中控制系统开发

输水系统是非线性、长时滞的复杂多输入多输出系统,输水系统的控制效果与渠道的水力特性、节制闸和分水口的特性等因素密切相关。自上个世纪60年代以来,各国学者提出了多种渠道控制模型,在实际工程中应用的是一些相对比较简单的模型。由于渠道控制模型一般都是建立在某些假定的条件下得到的,其性能如何需要在物理模型或实际渠道中进行验证。因此,开发模型渠道的控制系统可以验证控制算法的合理性和鲁棒性、分析各渠池间的耦合特性、研究控制器参数的整定方法等。本文简要介绍了开发研制的模型渠道集中控制系统,该系统采用网络的方式将当地控制器与主控计算机连接起来,利用采集到的水位信息、闸门开度信息和分水口流量信息,通过比例积分控制器（PI控制器）实现了闸门的远距离集中控制。     

弧形闸门参数振动的有限元分析

参数振动是导致弧形闸门失事的重要原因之一。为对弧形闸门参数振动问题做进一步的研究,本文以主横梁、纵梁、支臂等构件组成的空间框架为计算模型,从弹性体的扰动方程出发,结合摄动理论,用有限元法求解框架结构的动力失稳区。通过对框架的动力稳定分析来确定弧形闸门的动力不稳定区,计算中考虑弧形闸门的空间效应和阻尼对不稳定区的影响。最后,通过对某工程的计算分析,证明此方法的正确性。该方法既是对弧形闸门参数振动计算方法的改进,也为弧形闸门结构动力稳定的进一步深入研究奠定基础。     

Analytical estimation of propagation delay and short‐circuit power dissipation in CMOS gates

An efficient analytical method for calculating the propagation delay and the short‐circuit power dissipation of CMOS gates is introduced in this paper. Key factors that determine the operation of a gate, such as the different modes of operation of serially connected transistors, the starting point of conduction, the parasitic behaviour of the short‐circuiting block of a gate and the behaviour of parallel transistor structures are analysed and properly modelled. The analysis is performed taking into account second‐order effects of short‐channel devices and for non‐zero transition time inputs. Analytical expressions for the output waveform, the propagation delay and the short‐circuit power dissipation are obtained by solving the differential equations that govern the operation of the gate. The calculated results are in excellent agreement with SPICE simulations. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.