基于Excel平台的矩形渡槽槽身优化设计及优化机理研究

以矩形渡槽槽身断面优化设计为目标,选择应用广泛的矩形渡槽为案例,基于渡槽基本体型及相关设计规范,以其力学性能、稳定性能、几何要求为约束条件,借助Microsoft Excel平台及其"规划求解"功能,建立了矩形渡槽槽身优化模型的求解方法并使用该方法对重庆市开县鲤鱼塘水库东河分干渠工程灌区渠系渡槽进行了优化,深入分析优化变量的优化机理。结果表明,在满足各项约束的条件下,侧墙宽度对优化的限制最大,支座厚度对优化限制最小,调整侧墙宽度可最快优化断面。该优化方法可有效减少混凝土使用方量且优化过程简单快捷,能为矩形渡槽的设计及优化提供一定参考。     

基于变密度法的实体重力坝拓扑优化

以ABAQUS为优化平台,基于变密度法,采用SIMP插值和RAMP插值2种模型对实体重力坝进行断面优化,结果表明应用SIMP插值模型优化的坝体断面出现大量空洞且迭代次数多为50;RAMP插值模型优化的坝体断面符合实体重力坝坝形且迭代次数较少,证明RAMP插值模型更适用于实体重力坝优化。进一步对最优模型的下游进行直线和曲线拟合,并进行静力分析,结果表明优化模型符合实体重力坝的各项应力和稳定性指标,且坝体下游设计为曲线形比直线形更能缓和应力集中区,在实际应用中更优。     

一元三点拉格朗日插值公式在水位流量关系曲线中的应用

在Excel中可以用"宏"工具自定义函数解决水文资料中水位流量关系曲线插值问题。文章定义了一个一元三点拉格朗日插值公式的函数过程,简单实用,可以将它直接应用到河流断面水位流量观测数据上,一经调入,使用方法和效率同Excel中内置函数基本上没有区别。     

非棱柱体渠道水面线“分段求和法”的Excel求解

针对非棱柱体体渠道水面线"分段求和法"计算量大、不易快速求解的问题,将Excel软件用于水面线的计算,用"分段求和法"的基本思路编写Excel软件计算程序,用"单变量求解"的方法求解已知断面的水深。这种方法可快速确定水面的位置。     

基于Optistruct的重力坝拓扑优化应用研究

基于Optistruct的变密度法,结合应变能优化准则对实体重力坝非溢流坝段进行拓扑优化.优化结果表明,坝体的应力、安全系数等指标均满足规范要求,证明了拓扑优化在重力坝剖面优化中的可行性和有效性.并进一步对优化结果进行数据拟合,分别对传统直线断面、三次曲线断面和折线断面进行了静力分析,发现折线断面在满足规范要求的情况下,坝趾竖向压应力更小,更符合应用要求.     

基于CATIA二次开发的土石坝三维参数化建模方法

针对土石坝交互式三维建模方法过程复杂、耗时长、不易修改等缺点,本文探索出一种基于CATIA二次开发技术的参数化建模方法。将土石坝断面节点坐标存储在Excel表格中,在Excel自带的Visual Basic开发环境中获取CATIA相关应用程序编程接口,采用Excel-VBA语言对CATIA进行二次开发,从而建立特征参数与三维实体之间的联系,实现土石坝三维参数化建模的功能。该方法能够快速高效地创建土石坝三维模型,为后续的仿真计算节省大量时间。     

Excel函数和迭代计算在渠道设计中的应用

利用Excel的函数和迭代计算功能,可以应用于渠道断面设计及水利计算,以提高设计人员的工作效率。文章以梯形断面给出渠道的水力要求为实例,利用Excel表格功能,计算出该渠道的水力最佳断面和经济实用断面。     

Excel软件在水文大断面计算中的应用

在水文分析计算工作中,通常要对野外勘测调查的水文调查断面进行大断面计算,常规采用手工方法计算,计算繁冗,工作量很大。应用Excel宏功能,对大断面进行计算,方便快捷,并且在Excel表格中产生数据,可以进一步按照实际工作的要求使用数据,可极大地提高工作效率,此方法简单、实用。     

马蹄形引水隧洞的断面优化研究

高水头是引水隧洞设计中的难点之一,容易造成隧洞的衬砌破坏等问题。针对马蹄形隧洞结构内力偏大的问题,结合理正软件和有限元分析软件两者的优势,采用两种形式,即:侧弧段渐变衬砌厚度优化和断面尖角的"倒角"优化,对该隧洞进行了优化设计,得到经济可行的隧洞优化断面形式。研究发现:与原设计断面相比,这两种优化断面均可有效地提高结构的承载能力;相比渐变侧弧衬砌厚度优化,"倒角"优化更加经济可行。提出的优化设计方法与结论可为其他工程提供借鉴经验。     

Excel在处理三维坐标计算工程量中的应用

文章通过工程实践,基于Excel函数强大图文编辑功能,对实测中全站仪三维数据进行处理,利用断面法计算土石方开挖工程量,大大简化其他计算程序和绘图软件计算步骤,为加强现场类似工程管理、优化工程量计算提供一种思路和方法。     

拓扑优化在重力坝设计中的应用研究

文章以ANSYS10.0为平台,利用APDL和UIDL语言,对重力坝非溢流坝段进行拓扑优化.探讨了不同初始拓扑尺寸和下游面形状对坝体计算结果的影响.结果表明,对重力坝非溢流坝段进行拓扑优化是可行和有效的.     

太平哨重力坝断面优化设计

为解决重力坝不同坝段的断面设计指标的计算繁琐问题,以浑江太平哨水电站非溢流坝段上有最大坝高的单位坝段为例,介绍优化设计的原理和方法。以断面几何尺寸为设计变量,单位坝段混凝土方量为目的函数,从解极值问题的数学原理出发,考虑几何、状态、强度、稳定等约束条件,运用EXCEL的规划求解实现模型应用和分析,可供设计参考。     

关于DL5108—1999和SL319—2005《混凝土重力坝设计规范》的讨论

基于电力与水利行业的DL 5108—1999和SL 319—2005《混凝土重力坝设计规范》,对混凝土重力坝设计的几个问题进行探讨,得到以下结论:非溢流重力坝基本断面顶点的位置应结合上、下游坝坡的选择,综合考虑安全和经济因素,通过断面的优化设计来确定;DL 5108—1999关于挑流水舌挑距的定义较SL 319—2005合理,但计算公式值得商榷;分项系数极限状态设计法在混凝土重力坝设计中的应用仍需解决分项系数的取值问题;采用混凝土强度等级代替坝工混凝土标号作为混凝土的强度指标,必须解决它们间的转换问题。     

重力坝参数化设计系统开发

为减轻重力坝设计中的人工计算工作量,提升设计效率,提出了一种基于CATIA二次开发的重力坝三维参数化设计方法,以实现高效快速设计重力坝的过程。通过非溢流坝段的剖面拟定、抗滑稳定及应力分析、CATIA自动三维建模、快速出图、网格自动剖分、ANSYS有限元计算、及定制CATIA的"重力坝辅助设计"功能模块,运用该方法对国内某水利工程的重力坝实例进行了设计与分析,应用本程序所得结果与理论值一致,证明本程序可靠性好;所用程序耗时远低于人工费时,说明其能提高工作效率。通过工程实例验证了此方法的可行性,虽然该方法的研究对象是非溢流坝段,但该方法同样可以应用于溢流坝段及其他坝型,具有一定的推广价值。     

地震荷载作用下高坝坝基的动力响应特征分析

采用有限元软件对某水利枢纽非溢流坝段进行抗震分析,建立非溢流坝段的动力计算模型,进行模态求解、反应谱分析。通过动力有限元的计算分析,表明在坝踵回填混凝土之后,坝体的应力状态得到了显著改善。     

基于ANSYS的小型重力坝坝形优化分析

为获得经济、合理的小型重力坝坝形,采用ANSYS建立了曲线坝面参数模型和传统断面参数模型.通过探讨小型重力坝不同坝形的应力分布、坝体尺寸、面积等差异,并在不同坝形、不同坝高的情况下进行优化分析.结果表明,曲线形重力坝明显优于传统的三角形重力坝,并且更适合于低坝.     

关于混凝土重力坝断面设计的探讨

简要综述了混凝土重力坝的溃坝问题,推导并分析了重力坝合理断面理论公式,简述了胶凝砂砾石坝采用等腰三角型断面、日本重力坝断面偏大以及上游采用折坡设计等原因,分析比较了200 m以上特高重力坝国内外设计的断面差别。基于分析,指出我国重力坝需基于观测进一步深化大坝抗滑稳定研究,对于200 m以上高坝,则需进一步深化设计准则的探讨。     

石泉大坝24#～27#坝段帷幕化学灌浆处理

石泉大坝右岸非溢流坝段扬压力超标问题自第一次安全定期检查提出后，曾做过大量的加固研究工作，但效果一直不明显。本文对扬压力超标成因进行了分析，同时介绍了新近实施的帷幕化学灌浆的施工过程及施工工艺，并对最后的灌浆质量做出了评价。     

耿达水电站溢流坝与非溢流坝错位原因分析

耿达电站拦河闸１９８６年３月下闸蓄水，出现溢流坝与非溢流坝接缝错位问题，运行１０年来，闰逐年发展，已达２４ｍｍ。本文对位原因进行了分析，得出错位近尚不致危及拦河闸安全，拦河闸坝符合正常坝条件。     

彭水碾压混凝土大坝设计

彭水水电站大坝为弧形碾压混凝土重力坝,最大坝高116.5 m.大坝泄洪采用全表孔方案,溢流坝段表孔以下采用碾压混凝土,碾压混凝土总量58.76万m3,占坝体混凝土总量的58%.大坝采用全断面碾压混凝土经济断面.对大坝的应力、混凝土配比设计防渗方案等进行了介绍,分析大坝结构布置尽量简化,在无地质缺陷部位采用找平混凝土封闭法固结灌浆等结构措施,以达到碾压混凝土快速施工的目的.