桥墩阻力概化软件在大型涉水桥梁工程中的应用

在大型涉水桥梁的壅水影响数值模拟计算中,由于桥墩尺寸相对较小且数量较多,若通过人工运用经验公式逐一计算每个墩柱的阻力,不仅计算过程繁琐,且极易出错。开发了一套软件平台,对桥墩数量超过400个的港珠澳大桥进行了概化计算。该软件结合建立计算范围内的网格数学模型,提取每个桥墩的边界坐标点数据,分别存放在相应的文件里以供经验公式计算时调用;通过软件的运行,可准确地将每一个桥墩的影响自动概化到离其最近的网格节点上。计算得到的桥墩阻力概化结果与港珠澳大桥的布设情况基本相符,能够提高桥墩概化计算的准确性和高效性。     

台山核电厂引水隧洞进出水口阻力特性试验研究

结合台山核电厂输水系统工程,通过物理模型试验研究了引水隧洞不同粗糙度对进、出口段局部水头损失的影响规律。模型采用重力相似设计,比尺1∶18.9。在试验过程中,通过不断加大流量来改变模型水流雷诺数,依次得到不同糙率下的局部阻力系数随雷诺数变化曲线。局部阻力系数随雷诺数的增加而减小,其减小率随雷诺数的增加而下降,当雷诺数大于某临界值时,局部阻力系数逐渐趋于常数,说明水流进入阻力平方区,由此得到稳定后的局部阻力系数值。结果表明:不同粗糙度情况下,隧洞进、出口的局部阻力系数值变化明显,边壁粗糙度较大时,水流边界层受边壁绝对粗糙度影响,水流脉动跳跃离开边壁形成较大的涡流运动,水流能量耗散加强,对水流的阻力随之增大;局部阻力系数不仅与形状有关,还与隧洞的粗糙度有关,粗糙度越大,局部阻力系数越大,对于该项目,粗糙管比光滑管进口段局部阻力系数加大约45%,出口段局部阻力系数加大约56%。研究成果为实际工程输水系统设计提供了依据。     

自动喷水灭火系统局部水头损失计算的探讨

通过对自动喷水灭火系统局部水头损失计算方法及舍维列夫公式与海曾 威廉公式之间差别的分析 ,提出需对《自动喷水灭火系统设计规范》(GB5 0 0 84 - 2 0 0 1)中的管件当量长度进行修正的观点 ,并推得适用于舍维列夫公式的各种管径管件的当量长度。     

南水北调工程主要输水建筑物的水工模型试验研究

简要介绍了南水北调中线工程主要输水建筑物多年来进行的水力学试验成果,其项目有:水源工程丹江口大坝加高,引水枢纽陶岔渠首水闸扩建工程,输水总干渠的漳河渡槽,穿越黄河工程的隧洞、涵洞,以及跨越河道的西越河倒虹吸和堰子河段倒虹吸,均进行了大量模型试验,其内容为泄水能力,消能防冲,水流形态、压力,水头局部损失等。还有国内混凝土渠道的糙率调研及3条渠道糙率的原型观测成果。内容丰富、资料完整,给出了各种进出口型式的水头局部损失系数的应用值。     

芦苇密度与阻力的关系

实测了模型芦苇丛中流速沿水深的变化,结果表明流速为常数的假定是可以接受的;基于流速为常数,在理论上得到了植株密度和糙率的关系,实验结果证实了它是正确的;实验结果还证实了在试验的芦苇密度范围内单株的综合租力系数和植株密度无关,并给出了CD和n的换算关系。     

人工植被分布变化对坡面流阻力及局部水头损失系数的影响研究

基于室内坡面流实验,研究了人工植被分布变化对坡面流水动力学特性的影响。试验包括"细管整齐排列"、"细管1/2错开排列"、"细管1/4错开排列"、"粗管1/2错开排列"等植被分布方式。研究结果表明植被分布变化对坡面流扰动程度的影响显著,从而使得不同植被分布方式下的坡面流达西阻力系数、局部水头损失系数差异性很大。而随流量增大达西阻力系数、局部水头损失系数都呈现先减小后增大的趋势。     

河道糙率系数计算软件设计

根据珠江下游及三角洲河网一维数学模型率定和验证的实际需要,设计出一套求解河道糙率系数的计算软件。该软件操作简单、使用方便、可视化程度高,为河网一维模型的调试提供了一个强有力的工具,可以有效的提高模型调试的效率。     

应用简化比降面积法推求流量

在实测条件困难情况下，在河道断面冲淤变化不大，且为窄深式断面条件下，采用简化比降面积法推求流量，来弥补山溪性河流峰顶持续时间短、错过测流时机，而填补空缺资料是可行的     

三角形渠道共轭水深简化计算

针对目前三角形断面共轭水深(完全水跃情况下)求解公式存在的计算过程繁复、误差大、适用范围有限等问题,在对三角形断面共轭水深基本计算方程进行简化整理的基础上,以共轭水深曲线线型分析为基础,采用优化拟合技术,通过对多组备选函数的拟合逼近,获得了计算过程简捷、适用范围广的共轭水深简化计算公式。精度分析表明,该公式求解三角形断面水跃跃前、跃后水深的最大相对误差分别为0.168%和0.124%,高于目前现有其他计算公式。     

溢流堰面水面线简化计算方法探讨

以水力学的水流能量方程为依据,对现有的陡坡段水面线计算公式进行推导和修改,获得较简化的溢流堰面沿程水深计算公式,供工程设计参考。     

消力池池深的简化计算法

通过对池深水力计算相关方程组进行数学变换,采用优化拟合的方法,以标准剩余差最小为目标函数,在工程实用范围内,经逐次逼近拟合获得了可直接进行方程组联立求解、最大相对误差小于2.8％的近似公式(其中相对误差小于1.0％的计算点占总点数的84％),具有一定的推广意义.     

建筑排水塑料管的简便水力计算

剖析了硬聚氯乙烯塑料排水管的最小坡度和一般坡度进行控制的实质和作用；提出“通用坡度”的概念并作出定义。在此基础上，结合“规程”中的水力计算公式和约束条件，将成果归纳成表。     

悬链线形断面渠道临界水深的简化计算

悬链线形断面渠道临界水深计算涉及超越方程求解,用解析法不能直接获解。由于传统解法(试算法及图表法)计算过程繁琐且精度不易保证,利用计算机求解又需编程不便实际应用。为了获得简便实用的计算方法,经对该种断面临界水深计算公式的变形整理,通过引入无量纲水深参数,采用优化拟合的方法,以标准剩余差最小为目标函数,在工程适用参数范围内,经逐次逼近拟合计算获得了表达形式简单、求解成果精度高的近似计算公式(最大拟合相对误差仅为0.515%),具有一定的实用意义。     

普洱市面雨量简化计算方案初探

由于普洱市地域面积大、地形复杂、垂直高差大、雨量站点多,导致降水、水资源等分析工作量非常大,不能及时得到水情、雨情分析数据给抗旱、防汛、减灾和水资源保护、管理带来一定困难。因此,先用泰森多边形法算出普洱市面雨量近似代替真实值,再尝试用逐步回归分析方法找到面雨量简化计算方案,并通过作业精度检验可以使用,从而有效减少了面雨量计算工作量。     

铰接排架内力的简化计算

用力法求解铰接排架,关键在于计算力法方程的系数和自由项,即计算阶梯柱的位移,在图乘法中采用“取大补少”的解法,具有图形分块少,整个杆和各补加部分的面积和形心坐标计算简便,物理概念清晰等特点。     

标准U形断面渠槽收缩水深简化计算

标准U形断面收缩水深计算需完成超越方程求解,而且因断面形式特殊,求解函数分两个区间给出,理论上无法获得解析解。常规的图表法、试算法及近似法均存在计算公式分段、表达形式复杂等问题。该文在对基本方程变形整理的基础上,依据优化拟合理论,取标准剩余差最小为目标函数,在工程适用参数范围内,经对函数中超越方程的优化拟合替代,获得了由一个通用算式表达、形式简单直观、便于实际应用、计算精度满足设计要求的近似公式,具有一定的实用推广意义。     

地下钢筋混凝土岔管有限元简化计算

结合蒲石河抽水蓄能电站地下引水高压钢筋混凝土岔管实例,利用弹簧简化模型,应用三维有限元非线性计算方法,分析研究了地下钢筋混凝土岔管在充水运行与放空检修工况下,衬砌、钢筋的应力与变形。通过分析计算结果得出衬砌厚度的合理取值,并对衬砌的配筋及最大裂缝宽度进行探讨。     

矩形断面收缩水深的简化计算法

针对目前矩形断面收缩水深计算方法存在的计算繁复、结果精度不高等问题,经过对矩形断面收缩水深基本方程的进一步整理,引入幂级数展开并经适当简化,获得了形式较为简单的迭代初值函数,经一次迭代后通过数学方法推求出了表达形式简单、容易记忆、计算简捷、便于实际应用、成果精度可靠的近似计算公式,通过精度分析及计算举例表明,在工程实用范围内(即0<α≤0.4,α为无量纲水深),计算相对误差小于0.54%,具有较好的应用推广价值。