近边界面的水下爆炸冲击波传播特性及气穴效应

炸药在水下起爆后,产生的冲击波在传播过程中将主要遇到两种边界面:自由水面和结构面边界,而这些边界面的存在将显著影响冲击波的传播特性。考虑冲击波与自由面及结构面的动态耦合相互作用,基于Lagrangian-Eulerian耦合算法,建立了近边界面水下爆炸全耦合模型,通过与已有文献的研究成果及经验公式进行对比,验证了数值模型的可靠性;对自由场、近自由面、近背空气结构面及近背水结构面水下爆炸的冲击波传播特性进行了系统的研究,探讨了不同边界面条件下的水下爆炸冲击波传播特性机制。研究表明,近边界面对水下爆炸冲击波传播特性具有重要的影响,近自由面和近背空气结构面水下爆炸均产生了气穴效应。     

爆炸荷载下泡沫铝复合结构耗能性能分析

爆炸荷载产生的冲击波可能会对人员和建筑物结构造成极大的损伤,提出泡沫铝与钢板组成的复合缓冲耗能装置,以期对人员和建筑物结构达到有效的保护作用,为此,对其耗能性能进行了分析。采用有限元数值分析的方法研究了爆炸荷载作用下复合缓冲耗能装置对空气冲击波的衰减特性,并对这种复合缓冲耗能装置进行了优化设计,分别对不加任何保护层、仅加一层钢板保护层、加钢板和泡沫铝复合保护层三种结构在爆炸冲击荷载下的空气冲击波超压特性进行数值模拟。结果表明,泡沫铝复合保护层对减轻作用到结构上的爆炸荷载及降低空气冲击波超压峰值具有非常显著的效果,而且复合缓冲装置中的泡沫铝层厚度是具有一个最优的厚度值。利用该装置能够有效的降低爆炸所产生的空气冲击波超压,能够保护人员及结构的安全。     

水下炸礁冲击波对桥墩作用的数值模拟

通过开展水下单点爆破冲击波形态数值研究,准确模拟了水下爆破过程中气云和冲击波演变特征,再现冲击波压力及气泡形态历时变化,分析了水下爆破冲击波形态特征及其传播规律。在此基础上,结合水下爆破冲击波与桥墩相互作用,研究桥墩结构在冲击波作用下的响应特征,结果表明：冲击波与桥墩作用后在墩底处多波作用下伴有震荡,在自由水面处受冲切作用。     

高速离心泵口环密封流体激振力特性研究

在离心泵等旋转机械中口环通常作为一种减小泄露流量的部件,但随着口环间隙的减小和转子转速的增加,其动力学特性对高速离心泵的稳定运行影响不容忽视。基于数值模拟的方法计算研究了高速离心泵在工作状态下口环处产生的流体力,并讨论了减小口环处不稳定流体激振力的方法。通过整体建模高速离心泵流场域,计算了处于具体的进出口边界条件下的口环中转子在不同涡动半径、涡动比和口环密封尺寸下所受流体激振力。结果表明:单蜗壳式高速离心泵口环密封处产生的流体力占据了叶轮总体径向力的大部分,泵转子涡动时口环密封处产生频率等于轴频的交变力频率;口环密封激振力与转子涡动半径和涡动比有密切的关系;口环密封尺寸对口环流体激振力的影响显著,在相同口环间隙与长度比下,口环轴向长度的变化对口环所受流体力的影响比口环间隙大,同时,对口环密封性能影响小。     

基于熵产理论的高速多级深井泵间隙泄漏流损失特性

为了解口环间隙尺寸对高速多级深井泵内部流动特性的影响,采用SST k-ω 湍流模型和精细化网格,研究了口环间隙对泵内部流场的影响,基于熵产理论详细分析了不同口环间隙尺寸下泵内部的泄漏流损失特性。结果表明:随着口环间隙尺寸的增大,泵的扬程、效率呈下降趋势；泄漏量的增加使得叶轮入口处的流态恶化加剧,但口环间隙尺寸增加到一定范围时,泄漏量的增加会有所减缓；湍流耗散熵产是泵流动损失的主要部分,腔体和叶轮进口是产生流动损失的主要区域,口环间隙尺寸对腔体内部的旋涡特性影响不大,但对叶轮进口和叶轮流道内的旋涡强度影响明显。     

水轮发电机空气间隙评估方法研究

水轮发电机空气间隙对其安全稳定运行起着极其重要的作用。构建了水轮机空气间隙评估模型,评估不同工况下空气间隙是否满足标准。最后通过算例分析,水轮发电机空气间隙评估模型具有一定的科学性和实用性。     

GIS内局部放电电磁波检测新技术

为了GIS的绝缘诊断，必须检测在噪声条件下的局部放电（PD），并测定PD产生的电磁波辐射的方位。推荐用“相位门控法”来将SF6气体中PD产生的电磁波与外部噪声区分开。该法能将SF6气体中约100PD的与空气中超过10000pC的外部噪声区分开来。比较了PD发出的电磁波与半波偶极天线发出的电磁波极化特性，可估算出PD产生的电磁波的辐射长度。得到的成果将对GIS的现场绝缘诊断作出重大贡献。     

水轮机迷宫环间隙不均诱发的结构振动特性研究

以某原型水轮机组受迷宫环间隙不均诱发的结构振动为研究对象,采用加权余量的伽辽金法建立其流固耦合的有限元方程,利用声学理论求解流固耦合方程。计算得到了水轮机座环在迷宫环不平衡水流作用下动力响应的双振幅值,讨论了水轮机座环的振动特性。计算结果表明:受结构自身刚度在各个方向的差异,座环横向振动幅值大大高于竖向;间隙不均在环向的分布特性对结构振动影响较大。更多还原     

中间渠道次生波发育长度数值模拟研究

分散梯级船闸充、泄水会引起船闸中间渠道内水体振荡波动,严重时会增加船舶操控难度,甚至引发安全事故。国内外专家学者针对中间渠道非恒定波流特性的研究主要集中于长波的波动特性,对次生波的关注甚少。针对三峡水运新通道分散梯级船闸布置方案,建立了基于船闸输水基本方程和Boussinesq方程的船闸-中间渠道耦合数学模型,研究船闸充、泄水条件下中间渠道次生波发育长度的分布特性及其对相关水力参数的响应规律。结果表明:上级船闸泄水条件下,次生波发育长度与单宽峰值流量有关;而下级船闸充水时,次生波的发育长度取决于单宽峰值流量和船闸运行水头。基于数值计算结果,给出了船闸不同运行方式下次生波发育长度的预测方法,可为分散梯级船闸的设计和运行调度提供理论指导和技术支撑。     

GIS在恰甫其海水电站的应用

GIS(gas-insulatedmetal-enclosedswitchgear)即气体绝缘金属封闭开关设备。它不采用处于大气压下的空气作为绝缘介质,而是采用绝缘性能和灭弧性能优异的六氟化硫(SF6)气体作为绝缘和灭弧介质,本文所说的GIS指SF6气体绝缘金属封闭组合电器。GIS将断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、套管和母线等高压电气设备组合密封在充有SF6气体的金属筒中,从而大大减小了高压配电装置的体积,减小了外部环境对高压电器的影响,减少了维护工作量,提高了运行可靠性,更易实现无人值班(少人值守)的运行模式,因此,GIS在国内…     

泄槽收缩段的急流（上）

急流收缩时会产生冲击波， 故边墙高度要比一元方程计算结果大得多。当收缩段的边墙为直墙时， 收缩段内可产生３ 种不同的波： （１） 收缩起始点下游的波； （２） 泄槽轴线上的波；（３） 收缩末端以外的沿墙波。引用激波数的概念， 在试验中针对不同的收缩比和底坡， 研究了３ 种波的特性， 并寻求削弱冲击波的措施。提出了一种将致偏体作为削波构件的建议， 并对非设计水流和阻壅水流作了研讨。     

泄槽收缩段的急流（下）

急流收缩时会产生冲击波， 故边墙高度要比一元方程计算结果大得多。当收缩段的边墙为直墙时， 收缩段内可产生３ 种不同的波：（１） 收缩起始点下游的波；（２） 泄槽轴线上的波；（３） 收缩末端以外的沿墙波。引用激波数的概念， 在试验中针对不同的收缩比和底坡， 研究了三种波的特性， 并寻求削弱冲击波的措施。提出一种致偏体作为削波构件的建议， 并对非设计水流和阻壅水流作了研讨。     

地震时海底悬跨管道动力特性试验研究

铺设在地震活跃区域的海底管道可能在地震荷载作用下发生破坏。利用水下振动台研究了海底悬跨管线在地震作用下的动力反应。试验中考虑了地震波输入方向、管道端部支撑情况、悬跨高度、悬跨长度和管内是否有水等因素。完成了这些因素组合的120组试验，得到海底悬跨管道动力响应特性。试验结果表明水中管道与陆地悬空管道的动力反应存在明显差别；悬跨长度是控制管道反应的关键，水平地震输入对管道反应起控制作用，海底悬跨管道在地震作用下的反应与受波和流作用下的反应也存在差别。     

混流式水泵水轮机转轮径向间隙对周围流场特性的影响

混流式水泵水轮机转轮周围流场的特性会影响机组的稳定性,以某机组真机尺寸的全流体域k-ω模型进行CFX非定常仿真研究,共设置5组间隙组合模型,模拟机组在3个导叶开度下的运行状态。通过对无叶区、顶盖下腔和底环上腔内各个测点压力数据的分析,揭示了不同转轮径向间隙对周围流场特性的影响程度,明确了无叶区和顶盖下腔、底环上腔内压力脉动在机组运行过程中的变化规律和相关性,从而为混流式水泵水轮机的结构优化和水力优化提供了一定依据。     

爆破挤淤水中冲击波对环境影响的安全评估与监测

马迹山港扩建工程围堤采用爆破挤淤法施工，作业区周围环境复杂。为保证周围各构（建）筑物的安全和正常运行，在分析爆破挤淤水中冲击波作用特性的基础上，在施工初期进行了现场爆破模拟试验，实测了水中冲击波测线和保护目标处的水击波压力值，研究了水中冲击波的传播衰减规律，给出了水中冲击波的经验计算公式，并结合各构（建）筑物的结构特性，提出了相应的安全控制标准。通过施工期的安全监测和工程控制，确保了各被保护物的安全和正常运行。     

砼重力坝受冲击波荷载作用下的动力反应

用平面问题有限元的振型组合法和逐步积分法计算两种模型坝体受水中或空气冲击波荷载作用的动力反应,其成果与试验成果一致,很好的反映了模型坝体在冲击波荷载作用下的动力反应。     

应力波在粘弹性桩中的传播特性

推导了桩侧土作用下的粘弹性桩的振动方程;研究了位移波和应力波在不同类型的基桩中的传播特性,通过对应力波传播特性的研究,不仅有利于提高基桩检测的理性认识,而且为实测响应的解释和参数的估计提供了较为严格的理论依据。     

电站辅机文摘

对营状母线如采用一般的对口式焊接可能要遇到困难,如对厚15mm的焊件用35°坡口焊则焊咀无法深入。用V形坡口因尖角处空气不易为氩气所取代使氧化铝膜的除去造成困难。若采用窄间隙大坡口对焊,则因焊缝底部金属减薄而可能造成焊缝“烧穿”下塌……基于这些情况建议采用凸形垫环对口焊接工艺,实践证明,它具有焊缝质量优越,机械试验、导电试验也合格、根部容易施焊,不致烧穿、外表成形美观等优点。凸形垫环焊的有关工艺及经验是:凸形垫环用100×10毫米扁铝线制成,长度按母线内径下料并圈成园箍。焊时采用双人对焊、对口点焊。施焊时的焊接参数较一般不同,焊时焊丝不能离开氩气保护区,     

窄缝挑坎收缩段急流冲击波特性的探讨

窄缝挑坎是五十年代国外开始采用的一种新型消能工。近年来,我国许多院校和科研单位对窄缝挑坎的体型和水力特性也开展了大量的研究,提出了许多有益的认识和建议。本文对窄缝挑坎收缩段的急流冲击波特性进行了较详细的分析研究,将窄缝挑坎收缩段的水流分为波前上游区和波前下游区两个不同流态的区域,对波前上游区水力要素的沿程变化规律作了初步的探讨。同时在伊本等人提出的急流冲击波计算公式的波前上游边界条件的基础上进行了修改补充,可用作窄缝挑坎收缩段边墙水面线的计算,并作为确定窄缝挑坎边墙基本尺寸均依据。     

丰满泄水洞岩塞爆破的震动冲击效应与水力特性

本文介绍了丰满泄水洞进口水下岩塞爆破的实际工程观测资料。该工程爆破规模大,爆源距主要建筑物近,首次采用开启闸门泄水集碴爆破方式。 文中提供了冲击震动方面的研究成果,包括地震波、水中冲击波及空气冲击波等爆破荷载的性质与变化规律,以及爆破荷载作用下水坝的动力反应与计算分析。给出了爆炸近区应力波的脉冲波形,对爆炸近区隧洞首部拱结构的受力特点及安全情况作了分析。文中还介绍了爆破水力学及试验模拟方法,确认忽略爆炸动力相似,按重力相似律进行模型设计是可行的。