水平吸水管悬空高对泵站进水池进水特性影响

针对某些大型泵站进水池进水特性不良,泵站运行效率严重下降等问题,采用ICEM-CFD软件来构建泵站进水池三维模型并进行网格划分,利用计算流体力学中的Fluent软件,基于标准的k-ε湍流模型,对泵站进水池流态进行了数值模拟,并研究了水平吸水管悬空高对泵站进水池进水特性的影响。研究结果表明:水平吸水管悬空高与泵站进水池的进水特性关系密切,适当增加水平吸水管悬空高能够明显改善进水池的进水特性,然而一味地增大吸水管的悬空高的做法并不可取,因此,推荐泵站水平吸水管的悬空高取值范围为1.2~1.5 D。     

水泵站进水池物理模型试验研究

为评估某海水取水泵站的布置设计,对其进行物理模型试验研究.在建模时,需要合理选择模型比尺,使模型与原型符合动力相似,几何相似和运动相似,并正确重现泵吸进口的涡流作用.为了促进系统良好的运行,采取措施对以下几个方面进行测量:设施内的水位,来自每个泵位置的流量,来流类型与水流分布,泵吸处的流速情况,泵室内部的涡流作用.次测试来流分布较差,出现了预旋和旋涡.通过对旋涡出现的原因进行分析,采取了不同的改良措施,有效消除了这些不良现象,保证了泵站取水安全.     

泵站进水池水流流态研究

泵站的水流流态直接关系到水流的漩涡,进而影响泵站的工作效率.基于Realiza-ble-ε湍流模型对不同流速的水流建立数值分析模型,针对水流的喇叭管下方速度分布、水流流动特性进行分析.主要得到以下成果:基于Realizable-ε湍流模型与超声波多普勒流速监测仪,对泵站前池的水流流速监测结果整体变化趋势基本相同,Rea...     

基于节能目标的泵站进水池体形优化设计

泵站进水池体形的优化是提高泵站效率的重要措施之一。结合泵站设计规范,建立多个进水池模型,通过CFD方法,采用ANSYS15.0软件对各模型进行数值模拟,预测了吸水管内涡核的位置,分析了进水池内流态、流速分布规律及吸水管内流速分布规律。结果表明,当后壁距和侧墙距合理时,吸水管内的涡核属于水下涡第一类即涡流型,在可接受范围之内,同时后壁距和侧墙距分别定为1.1D(D为水泵吸水喇叭口直径)和1.25D是可行的;隔墩对调节进水池内的流速分布、改善水流条件具有一定的作用。     

泵站进水池流场的数值模拟

以取水泵站安全、高效运行为目的,对泵站开敞式进水池进行三维流场数值模拟计算。采取分区域网格生成方法及Realizable k-ε湍流模型,分析进水池及吸水管内部流场,探讨影响进水池流场的各种因素,并进一步模拟分析了进水池内产生旋涡的可能性。     

输配水系统封闭式进水池水力响应三维仿真 −以滇中引水二期工程龙泉泵站为例

以滇中引水二期工程龙泉分水口泵站进水池为例,采用 Flow-3D 软件建立封闭式进水池三维仿真模型,选 取泵站正常运行及水泵瞬时启闭等典型工况,分析其过渡过程中进水池的水力响应特性。结果表明：泵站按设计 流量正常运行时,进水池水位与总干渠水位相比略有降低;水泵的瞬时启闭会导致进水池水位在短时间内出现骤 降或骤升,初步设计预留的 1.5?m 超高可以满足安全运行的水位要求;封闭式进水池具有抑制水力过渡过程中水 位波动的优势,在最不利工况下,池内水位骤降及骤升不会导致水泵吸上真空高度过大或前池顶穿等情况,进水 池初步设计方案可行。研究结果可为龙泉分水口泵站进水池的设计运行提供重要依据,亦可为其他类似工程设 计及运行调度提供参考。     

泵站进水口淹没深度对漩涡的影响

泵站流道进水口漩涡会危害水泵运行,降低水泵性能。进水口漩涡的发生发展情况与进水口淹没深度有关,结合泵站实际运行情况选取5种不同的淹没深度,通过数值模拟,分析不同淹没深度下流道进水口的流场结构、漩涡的涡量变化及分布规律。研究结果表明:在流量不变,淹没深度0.09 D～0.2 D时,随着淹没深度的增大,漩涡强度变小。淹没深度为0.09 D的漩涡强度最大,在淹没深度为0和0.05 D的状况下没有明显漩涡产生。淹没深度为0.09 D、0.14 D、0.2 D时,漩涡均在距离进水流道进水口顶板以下0.3m附近终止。研究结果可为泵站设计进水口淹没深度参数提供一定参考。     

不同进水流速对泵站进水池漩涡的影响

为探究泵站进水流速大小与泵站进水池水流流态、漩涡的产生与发展变化规律,结合泵站实际运行情况,建立引渠、前池、进水池和进水管的泵站物理模型和湍流数学模型,采用VOF模型和非定常的SST k-ω湍流模型对9种不同流速的泵站进水水流特性进行数值模拟,分析不同进水流速的泵站进水池水流流场分布、漩涡涡量的变化及分布规律.研究结果...     

不同进水流速对泵站进水池漩涡的影响

为探究泵站进水流速大小与泵站进水池水流流态、漩涡的产生与发展变化规律,结合泵站实际运行情况,建立引渠、前池、进水池和进水管的泵站物理模型和湍流数学模型,采用VOF模型和非定常的SST k-ω湍流模型对9种不同流速的泵站进水水流特性进行数值模拟,分析不同进水流速的泵站进水池水流流场分布、漩涡涡量的变化及分布规律。研究结果表明:当进水流速为0.322 2～0.564 2 m/s时,泵站表面漩涡的强度随进水流速的增大而增强:当进水流速为0.322 2～0.401 6 m/s时,进水池出现Ⅲ、Ⅳ型漩涡;当进水流速为0.483 5 m/s时,进水池出现Ⅴ型漩涡;当进水流速为0.520 8～0.564 2 m/s时,进水池出现Ⅵ型漩涡。将数值计算结果与模型试验结果进行对比,两者基本吻合。研究结果可为泵站工程设计提供参考。     

泵站进水池构筑物布置形式对水流的影响

为分析泵站进水池中构筑物布置对水流的影响,采用CFD技术模拟计算了进水池中不同构筑物布置形式的水体流动状态。计算结果表明:在进水管两侧设置水泵梁,对进水池流态及喇叭口出口水力性能基本无影响;进水侧水泵梁改为检修平台,平台下方出现横轴漩涡,喇叭口出口水力性能略有降低;进水管后侧设置检修平台,切断了进水池表面及两侧近壁区水体进入喇叭口的通道,出口水力性能降低;在池内设置检修胸墙,改变了表面水体流动方式,造成喇叭口单向进水,出口水力性能下降明显;同时设置检修胸墙及进水管后侧检修平台,池内水流紊乱,喇叭口单向进水,出口水力性能最差。因此,除水泵梁外,进水池中应避免设置其他构筑物。     

侧向进水泵站前池整流技术研究综述

针对侧向进水泵站前池水流流态的改善问题,概括了当前侧向进水泵站前池整流技术在流动特征、研究方法和整流措施等方面的研究进展,指出还需要在旋涡生成机理、比尺效应、配水孔整流方式和实际工程优化设计方法等方面进行进一步的研究。     

侧向进水泵站配水孔数模优化

对侧向进水泵站配水孔进行了数模优化,建立了配水孔优化目标函数,通过改变配水孔的型式、配水孔截面高宽比、配水孔长度这3个因素,分别研究它们对配水效果的影响,通过数模计算比较出最优值,得出了配水孔优化的相关结论。     

滑坡模糊可靠性评价的改进响应面法及优化研究

提出过无差点的改进响应面模型，并结合模糊随机理论求解滑坡的可靠性指标。首先，考虑到滑带土力学参数的模糊随机性，非线性程度较高，采用正态模糊隶属函数对参数样本进行模糊—随机处理，并作为优化模型的约束函数；然后，采用过无差点的改进响应面法将功能函数显式化为二阶近似函数，黏聚力和内摩擦角约束函数显式化为线性函数，基于二次规则方法，采用理性运动极限计算方法，寻找合理、有效而稳定的优化策略求解滑坡的目标功能函数；最后，采用一次二阶矩法计算滑坡的可靠性指标。改进的响应面法在迭代过程中通过中心展开点，优化过程可以收敛到精确的局部最优点，同时理性运动把每次寻优的空间缩小，在建立近似显函数展开点或构造点的怜域进行寻优，避免了优化迭代振荡、收敛速度缓慢或不收敛的缺陷，提升了优化速度并保证求解的有效性和准确性。计算方法保证了改进响应面法的精度，求得的可靠性指标考虑了参数模糊不确定性的影响，研究成果为拓展响应法的改进并应用于滑坡工程的可靠性评价领域起到一定的推动作用。     

基于响应面分析的隧洞开挖过程优化设计研究

为了更好地分析隧洞开挖过程中侧壁应力、变形等参数的变化情况,对岩体采用D-P准则模型设置材料性能,并且通过生死单元法的开挖方式来了解整个过程中隧洞侧壁应力的变化规律;同时建立了一种基于响应面的侧壁应力应变多目标优化方法,基于敏感度选取对侧壁应力应变有影响的关键参数,应用响应面方法建立变量与多目标函数的响应面多元回归模型,分析影响侧壁应力应变的参数交互作用,最终在满足隧洞设计要求的条件下,确定以降低侧壁应力与应变为目标的最优组合。结果表明:在开挖的过程中,主要应力变化集中在第2步开挖中,该过程中应力、应变的峰值和方向发生了极大的改变,应力峰值从9. 7×10~5Pa变为1. 47×10~6Pa,方向从沿侧壁向外转变为沿侧壁向内,这易导致隧洞侧壁的坍塌;在响应面分析优化下将截面长、截面宽组合设计为1. 35、2 m后,其应力峰值下降了10. 01%,采用生死单元开挖方式结合响应面优化的方法能够为隧洞设计优化和开挖过程参数提供有效的分析。     

基于响应面理论的闸基底板脱空区域识别方法

建于软基或砂基上的水闸,由于地基不均匀沉降、泥沙掏空等原因导致的水闸底板脱空病害问题突出,目前还没有完善的检测方法和手段能对该类水下部分的病害进行有效的诊断。本文先对导致水闸底板脱空的原因进行分析,对水闸底板脱空的区域进行参数化控制和分类;依托某实际水闸建立单孔水闸的有限元数值模型,应用响应面理论拟合出水闸的模态数据与底板的脱空参数间的关系,并用拟合好的响应面模型取代有限元模型进行脱空区域反演识别。识别结果表明,本文方法能很好地指示出闸基脱空的区域,且具有一定的抗噪能力,在小噪声情况下,识别结果的吻合度较高,后期可通过测点位置优化提高识别精度。     

基于性能曲面拟合的泵站优化调度分析

本文基于曲面拟合构造了装置效率、叶片角度与装置扬程和流量的连续函数关系，可以迅速准确地确定某一装置扬程和流量所对应的装置效率等参数。由于不需要反复插值计算，可以大大提高寻优计算的速度和精度。进而本文利用动态规划建立了泵站优化调度模型，可用于考虑时间因素、具有多种型号泵且能调角或调速运行的泵站优化调度。为了检验本方法，特对某泵站进行了优化调度。结果表明，优化后的方案比现有运行方案要节省大量电费。     

Tensile reliability analysis for gravity dam foundation surface based on FEM and response surface method

In this study,the limit state equation for tensile reliability analysis of the foundation surface of a gravity dam was established.The possible crack length was set as the action effect and allowable crack length was set as the resistance in the limit state.The nonlinear FEM was used to obtain the crack length of the foundation surface of the gravity dam,and the linear response surface method based on the orthogonal test design method was used to calculate the reliability,providing a reasonable and simple method for calculating the reliability of the serviceability limit state.The Longtan RCC gravity dam was chosen as an example.An orthogonal test,including eleven factors and two levels,was conducted,and the tensile reliability was calculated.The analysis shows that this method is reasonable.     

基于水动力河网模型的引江泵站规模论证研究

以江苏省南通市引江供水区为例,建立了水动力河网模型,论证了新建泵站的必要性和泵站规模。研究结果表明:仅靠目前五大引水闸自流引江不能满足规划用水的要求;泵站规模越大,抽水量越大,但泵站规模大于180 m~3/s时,内河最低水位的抬高会导致水闸自流引江时间、引水量相应减小,而自引、抽引总水量增加并不明显。从增加供水量、抬高河网水位和影响水闸自流引江量多个方面进行综合考虑和分析,认为新建规模为150 m~3/s的九圩港泵站经济、合理且可行,满足规划用水要求。计算结果较好地反映了滨海感潮河网地区长江潮位、水闸自引、泵站抽引以及河网输水能力与内河水位之间的复杂关系,可为类似区域供水工程的设计提供技术参考。     

Long-term deformation analysis of Shuibuya concrete face rockfill dam (China) based on response surface method and improved genetic algorithm

Due to the size effects of rockfill materials, the settlement difference between numerical simulation and in situ monitoring of rockfill dams is a topic of general concern. The constitutive model parameters obtained from laboratory triaxial tests often underestimate the deformation of high rockfill dams. Therefore, constitutive model parameters obtained by back analysiswere used to calculate and predict the long-term deformation of rockfill dams. Instead of using artificial neural networks (ANNs), the response surface method (RSM) was employed to replace the finite element simulation used in the optimization iteration. Only 27 training samples were required for RSM, improving computational efficiency compared with ANN, which required 300 training samples. RSM can be used to describe the relationship between the constitutive model parameters and dam settlements. The inversion results of the Shuibuya concrete face rockfill dam (CFRD) show that the calculated settlements agree with the measured data, indicating the accuracy and efficiency of RSM.