强震区心墙土石坝地震反应三维非线性分析

地震对土石坝的危害已经为工程界所广泛认识和重视,尤其"5.12"汶川大地震后,西部强震区土石坝的抗震安全性已成为人们普遍关注的关键技术问题.论文结合东风水库土石坝工程,基于动力分析中的等效线性模型,采用三维非线性动力有限元法,对心墙土石坝进行了地震反应分析,揭示坝体动应力、动应变、加速度、残余变形等分布规律,对土石坝的抗震安全性进行评价,为工程的除险加固设计提供了参考依据.     

基于ABAQUS的高混凝土面板堆石坝地震反应三维非线性分析

ABAQUS软件是目前国际上功能最强大的非线性有限元软件之一。该软件包括了众多材料本构模型,但尚缺少国内外土石坝动力分析中广泛采用的等效线性化本构模型。本文在ABAQUS软件上实现了土的动力等效线性化模型和土石坝地震永久变形计算,并通过一个典型算例进行了验证;在此基础上,对一座拟建中的高混凝土面板堆石坝进行了地震响应分析,重点分析大坝的绝对加速度、动位移和残余变形等动力反应情况。结果表明,坝体在地震作用下的响应不强烈,但坝顶出现明显的鞭稍效应,需采取相应的抗震工程措施。     

堆石料残余体应变对计算面板堆石坝永久变形的影响

混凝土面板堆石坝地震永久变形的预测非常重要。根据它可直接判断大坝的安全,并为抗震预留坝高提供依据。一个时期以来,同时计入堆石料残余体应变对面板坝永久变形计算有多大影响存有争议。采用饱和排水动三轴试验方法得到的动应力～残余应变关系计算坝体的永久变形,所得数值一般偏大。而风干堆石料在排气状态下的三轴试验,目前只能考虑残余剪应变。本文利用前人对不同试验方法得到的动应力～残余应变关系进行面板堆石坝地震永久变形计算做了比较,结果表明：由于坝体运用期间有部分堆石浸水,故其永久变形的计算对浸水线以上坝体采用风干料排气试验结果只考虑残余剪应变,浸水线以下坝体采用饱和料排水试验结果同时计入残余体应变和残余剪应变,比整个坝体采用饱和料排水试验结果同时计入残余体应变和残余剪应变为合适。     

地震作用下的两河口高土石坝地震残余变形和破坏振动台模型试验研究

由于目前高土石坝强震记录资料缺乏和其它试验技术的局限性,土石坝的地震模拟振动台模型试验仍是当前研究大坝结构地震残余变形特性和破坏机理的重要手段.本文利用大型振动台模型试验,研究两河口高土石坝模型坝的地震残余变形特性和在强烈地震作用下的破坏过程和状态,并类推分析原型高土石坝的地震残余变形规律和动力破坏模式.试验结果表明:地震作用下,心墙堆石坝的地震残余变形相对较小;坝体动力破坏的形式主要是河谷段、靠近坝顶坝坡的散粒体滑移和浅层滑动;多维地震动,对坝体的地震残余变形控制和动力稳定不利.基于试验结果和分析,建议在高土石坝抗震设计中,加强对河床坝段坝顶区的保护.     

深覆盖层土石坝三维有限元应力应变分析

采用邓肯张E—B非线性模型对某深覆盖层坝基上沥青混凝土心墙土石坝进行了三维有限元应力应变分析，采用无质量地基模拟坝基和山体对坝体沉降变形和应力的影响，给出了深覆盖层上坝体的应力和变形特点，特别是沥青混凝土心墙上的应力、位移分布特点，为大坝的安全设计提供理论依据。     

地震作用下土石坝坝顶沉降估算

土石坝坝顶沉降量预测是土石坝抗震设计的重要内容之一。基于123个震害调查资料的整理分析,并结合48个土石坝地震永久变形计算分析结果,给出了地震作用下土石坝坝顶沉降估算的经验方法。分析结果表明,虽然基于应变势的整体变形分析结果较坝顶实测地震沉降量稍高,但基本能够反映土石坝地震沉降量规律。采用现代碾压施工技术修建的土石坝可以抵抗中等乃至较强地震的作用,坝顶地震沉降量不会超过坝高的1%。     

超高心墙堆石坝应力变形特点分析

土石坝是世界各国广泛采用的坝型,我国在建和拟建的300m级高坝许多为土石坝.清华大学水利水电工程系近年来参加了糯扎渡、双江口、两河口、古水和其宗等300m级超高心墙堆石坝的应力变形分析工作.论文总结了上述超高心墙堆石坝工程坝料分区特点以及邓肯张EB模型参数的取值范围,选取典型计算成果分析总结了超高心墙堆石坝在坝体应力、心墙拱效应、坝体变形分布、心墙超静孔隙水压力和坝体应力水平分布等方面的一般规律和特点.     

高土石坝坝坡抗震稳定分析的研究

利用拟静力法进行高土石坝坝坡抗震稳定分析时,地震荷载按照现行<水工建筑物抗震设计规范>(DL5073-1997)建议的土石坝地震加速度动态分布系数图示确定.但是此图示只适用于150m以下的土石坝,而目前许多土石坝的设计高度已远大于150m.与低坝相比,高坝的高阶自振周期与地震卓越周期遇合的机率增大,高阶振型的振动易于被激发放大,从而导致坝体地震加速度沿坝高分布与低坝有所不同.本文采用有限元法研究了高土石坝的加速度分布,提出了250m级高土石坝的地震加速度动态分布系数图示,并以此确定地震荷载,同时利用筑坝材料的非线性强度准则和土体动强度准则,对250m级高土石坝坝坡抗震稳定性作了进一步的讨论.     

基于广义塑性模型的高面板堆石坝静、动力分析

考虑筑坝砂砾料的压力相关性,对广义塑性模型的弹性模量、加载塑性模量和卸载塑性模量进行了修改,并根据筑坝砂砾料静、动力试验确定了修改后的模型参数。采用修改后的广义塑性模型,进行了200m级砂砾石面板坝的有限元静、动力反应分析。计算结果表明：采用修改的广义塑性模型,可以直接得到坝体在地震荷载作用下发生的永久变形;弹塑性分析得到的大坝静力变形、动力反应和地震永久变形规律合理;合理考虑压力相关的广义塑性模型用于高面板坝静、动力有限元分析是可行的。     

基于动力有限元法对拱坝应力控制指标的分析

我国已建或拟建的高拱坝许多位于强震区,使得拱坝抗震分析中应力控制指标的制定成为十分重要的课题.本文探讨现有规范在动力方面的不足,并根据混凝土拱坝规范,利用静力作用下有限元等效应力控制指标的制定与拱梁分载法控制指标之间的关系,提出静动综合作用下有限元等效应力的控制指标.以大丫口拱坝实际工程为例,运用振型分解反应谱法计算了各种工况下坝体的地震静动综合响应,并运用本文提出的静动综合作用下等效应力控制指标进行校核,结果显示此标准具备较好的合理性及可行性.     

A New Approach for Minimizing Power Losses and Improving Voltage Profile

This paper presents a new method for minimizing transmission line losses and improving voltage profile in a given system by adjusting control variables, i.e., tap position of transformers and reactive power injection of VAR sources. Transmission losses are considered as a function of voltage increments. The control variables and voltage increments are related by a modified Jacobian matrix. Linear Programming (LP) is used to calculate the voltage increments which minimize the transmission losses, and the adjustments of control variables are obtained by a modified Jacobian matrix. Since this method does not need any matrix inversion, it will save computational time and memory space.     

A fuzzy-based optimal reactive power control

A mathematical formulation of the optimal reactive power control problem using fuzzy set theory is presented. The objectives are to minimize real power losses and improve the voltage profile of a given system. Transmission losses are expressed in terms of voltage increments by relating the control variables to the voltage increments in a modified Jacobian matrix. This formulation does not require Jacobian matrix inversion, and hence it will save computation time and memory space. The objective function and the constraints are modeled by fuzzy sets. Linear membership functions of the fuzzy sets are defined and the fuzzy linear optimization problem is formulated. The solution space is defined as the intersection of the fuzzy sets describing the constraints and the objective functions. Each solution is characterized by a parameter that determines the degree of satisfaction with the solution. The optimal solution is the one with the maximum value for the satisfaction parameter. Results for test systems reveal the advantages of the approach     

Embedding security constraints into the stabilizers coordination problem

The aim of this paper is to expose a fashion to introduce transient stability constraints into the problem of stabilizers coordination solved by an optimal criterion. The problem is posed in such a way that different operating conditions and fault locations may be taken into account, leading to robust stabilizers. The proposed procedure is based on minimizing the incremental real part of modes of concern; such increments are evaluated through second order sensitivities. Inequality constraints are embedded into the problem in order to circumscribe the angular excursions by the stabilizers' action. A nine-bus power system is considered as a sample system to exhibit the main results of the proposed methodology.     

交流励磁发电机励磁电源管压降引起的谐波及其消除方法的研究

交流励磁发电机由于能够实现有功、无功和转速的独立调节，在改善超高压电力系统的稳定性以及变速恒频发电等领域有着广泛的应用前景。交—直—交电压源变频器以其优良的输出特性可用作这类发电机的励磁电源。交流励磁发电机励磁电压较低，因励磁主回路器件(如IGBT)自身特性的影响，使得这类变频器在低压输出时，输出电压波形发生严重畸变，导致交流励磁发电机的转子电流谐波增大，定子输出电压、电流谐波增加。该文详细分析了由器件特性引起的谐波增大的机理，提出了管压降补偿的方法。仿真与实验结果均说明分析是正确的，提出的补偿方法是有效的。     

非线性原-对偶内点法无功优化中的修正方程降维方法

针对无功优化模型中含有离散变量的问题,采用非线性原–对偶内点法进行求解。根据卡罗需–卡恩–塔克条件下修正方程结构稀疏的特点,首先将松弛变量和不等式拉格朗日乘子的增量用决策变量的增量表示,再将其代入修正方程并从中消去变比和无功电源出力的增量,最终降维后方程仅含节点电压幅值及相角、等式拉格朗日乘子增量。在计及变比和无功补偿装置出力的离散性约束条件下,通过增加无功电源出力作为优化变量,保证了修正方程中变比的海森矩阵始终为对角矩阵,扩展了降维处理方法的适用范围。算例结果验证了该降维方法的有效性。     

Efficient time integration of the Boltzmann-Poisson system applied to semiconductor device simulation

This paper presents new efficient methods for performing the time integration of finite-difference WENO approximations of the Boltzmann-Poisson system applied to semiconductor device simulation. The developed methods are based on local time-step schemes for hyperbolic conservation laws which permit the use of different time increments at different positions in space. A strategy to dynamically adapt the space-time grid according to the actual stability criteria imposed by the CFL-condition is proposed. The resulting numerical schemes are used to simulate the electron transport in a n⁺−n−n⁺ silicon diode and in a silicon MESFET. Several numerical tests and comparisons with computations performed with TVD Runge-Kutta type algorithms prove the efficiency of the presented time integration methods.     

应用改进的灰色GM(1，1)模型进行长期电力需求预测

本文从理论上分析了灰色系统预测GM(1，1)模型的适用条件，针对电力 系统中电力需求增长的特点，提出了分段最优GM(1，1)模型，利用电力 需求的增长与国民经济增长的相关关系，把分段最优GM(1，1)模型应用 于长期电力需求预测，并用实例证明了此方法的可行性。     

提高导线运行允许温度若干问题的探讨

用电量的迅速增长引发了线路输送容量扩容的问题，这在经济发达地区的迎峰度夏输电运行工作中尤为突出。提高现有送电线路导线运行允许温度可使线路扩容问题得到一定程度的解决，该方案因简单易行，投资小而受到供电部门的关注。提高导线运行允许温度后，对导线弧垂、接续金具发热和导线机械强度的影响进行了试验研究、理论分析和实际观测，可为线路的安全运行提供参考。     

基于S变换的电压凹陷分类专家系统

提出了基于时频分析方法S变换的电压凹陷分类专家系统。分析了由故障、故障自清除、变压器激磁和感应电机启动等原因引起的电压凹陷在三相幅值凹凸性、谐波含量、幅值突变次数和相位跳变等方面的不同特征，利用S变换良好的时频分析能力提取并量化这些特征信息，并引入了幅度因子、谐波增量、幅值突变次数和最大相位增量等指标，由此建立专家系统推理算法和判别规则。采用二十进制转换分类方式输出分类结果。给出了对多级电压凹陷进行简单判别的方法。通过仿真和实际算例验证，该专家系统可对所考查的电压凹陷进行准确分类判别。     

An adaptive method for setting underfrequency load shedding relays

An adaptive scheme is proposed for determining the amount of load to be shed by underfrequency relays based on the observed initial slope of the frequency deviation. following the system separation. This initial slope contains all the information required to estimate that size of the step change in load caused by the system separation and to forecast the depth and even the approximate time of the maximum frequency dip. From this observation, the first step of load shedding can be set up adaptively, with additional steps to follow at prescribed intervals and amounts. The first step is considered the most important and is selected arbitrarily at one-half the static load shed target, with additional increments of about 0.1 per unit to be shed at 0.3 Hz increments until the dynamic load shed amount has been reached