淹没水跃导墙上脉动压力的幅频特性

本文用实验方法研究淹没水跃条件下导水墙面上脉动压力的幅频特性，根据实验结果，文中给出了各测压点脉动压力的均方根值表，脉动压力分布曲线，最大脉动压力的预期值及其变化范围，并将其与其它工程资料比较，除此之外，文中还给出了脉动压力的主频率表，不同频率区间对脉动压力贡献的百分比，还讨论了面板不同部位的主要压力脉动源及脉动压力的因素。     

双股射流壁面脉动压强与近壁紊动流速相关与频谱特性

本文用多通道动态压力检测系统和二维激光测速仪对在单股和双股射流作用下,水垫塘底板脉动压强与近壁脉动流速的相关,功率谱和紊动比尺进行了测试研究。实测表明,双股射流形成的动水扩建在塘底水平方向的脉动使得双股射流在第二冲击点下游的脉动量特性与单股射流不同：前者的水平脉动速度与脉动压强的互相关系数较后者明显增大,且水平脉动速度和脉动压强的功率谱具有大致相同的优势频率。单股和双股射流塘底脉动压强系数与近壁紊     

消力池护坦板上水跃脉动压力的特性分析

中高水头泄水建筑物泄水时,由于高速水流内部的紊动特性等原因,水流存在脉动现象。这种脉动现象在水流内部表现为流速脉动和压力脉动,而反映在固体边界上,则为压力的脉动。水工建筑物的振动和空蚀都与水流压力脉动的频率和幅值有着密切的关系。因此,脉动压力的研究日益引起人们的重视。而水流脉动压力对坝体、厂房顶溢流面板和消力池底板等建筑物的影响尤其令人关注。但是,引起水流脉动的原因极其复杂,它的内部实质还未     

离心泵蜗壳内压力脉动特性数值分析

为揭示离心泵蜗壳流道内的压力脉动变化规律,采用雷诺时均方法(RANS),对3种工况下的离心泵内部三维非定常湍流流场进行数值计算,分析同一蜗壳断面不同位置以及沿蜗壳周向不同点的压力脉动特性。结果表明:蜗壳流道内具有非常明显的压力脉动,在各种工况下压力脉动的主频均是叶片通过频率;同一蜗壳断面上的压力脉动从蜗壳底部到蜗壳背面先减小后增大,蜗壳底部监测点的高频脉动成分较多;沿蜗壳周向,随着圆周角的增大,压力脉动减弱,隔舌附近压力脉动幅度最大,且高频脉动成分明显增加。     

双吸离心泵吸水室和压水室压力脉动特性试验研究

双吸离心泵压力脉动是影响水泵机组运行稳定性的关键因素之一。采用试验的方法,分别在吸水室和压水室的壁面布置压力脉动传感器,采集各个测试流量下的压力脉动信号,进行混频幅值和频谱分析。结果表明,低于轴频的低频脉动和轴频脉动在吸水室区域占主导地位。在额定流量和大流量工况下,低频脉动频率主要为1/3倍的轴频。在小流量工况下,该低频脉动影响范围显著扩大,幅值明显增大。叶频脉动在隔舌区域非常强烈,是压水室区域的主导脉动成分,沿压水室圆周方向传播并耗散脉动能量。当偏离额定工况时,压水室压力脉动峰峰值显著增加,尤其是在小流量工况,该幅值达到额定工况下相应值的5~6倍。     

基于高压脉动水力压裂的脉动波传播机理研究

脉动水力压裂技术是一项具有广阔前景的增渗新技术。当前脉动压裂过程中传播机理研究较少,为更好地研究脉动压裂增压效果与裂缝中传播机理,指导脉动水力压裂施工。该文基于波动方程和湍流模型,编制计算程序,建立模拟井下压力传播物理模型和类地层边界条件,研究了脉动压裂传播机理。计算结果表明:该模拟条件下,脉动波传播特征与实验结果具有较高吻合度,得出以下三个结论:(1)脉动压裂能够获得比静载压裂更高压力,提高压力值约30%;矩形脉动波比正弦脉动波与锯齿脉动波能够获得更高压力,提高压力约20%。(2)矩形脉动波压力值从波谷阶跃到波峰产生"水锤效应"明显,利于提高流体压力。(3)脉动压裂压力波衰减满足线性对数关系:y=-A·ln(x)+B,y为压力值,x为传播距离,A和B为常数系数;传播过程中脉动水力能量主要消耗在近井壁地带。研究成果有利于指导优化脉动水力压裂工艺参数。     

轴流泵装置模型试验压力脉动特性研究

结合南水北调某轴流泵装置模型试验,研究了泵站机组的压力脉动情况。研究表明：设计工况时,压力脉动的频率脉动相对幅值较小,一旦偏离设计工况,随着扬程的减小,脉动相对幅值增大,叶轮进口处存在比较明显的压力脉动,叶轮出口处压力脉动相对幅值比进口处减小,出水流道处的压力脉动相对幅值比叶轮出口处又有所增加。在小扬程工况下,压力脉动的频率值以叶片通过频率为主;在大扬程工况下,由于泵内湍流强烈的不规则运动,低于1倍叶片通过频率的低频脉动会随着流量的减小幅值越来越大并占据主导地位。     

水中爆炸水击波及其多次脉动的观测与分析

通过水中爆炸水击波及其多次脉动的观测,分析了水击波及其多次脉动的传播速度、脉动周期、频率及能量分布等特性.观测成果表明:多次脉动在水中的传播速度与水击波的传播速度基本一致,多次脉动的能量占水击波能量的13.9%～21.7%.     

孔板泄洪洞脉动压力特性浅析

通过量测多级孔板泄洪洞点脉动压力的沿程分布，论证了脉动压力振幅概率分布的正态性和最大振幅取值范围。由于最大脉动压力可达孔口流速水头１．２倍，最大脉动压力强度系数高达３０％，因此在研究孔板洞空化问题时必须考虑脉动压力。     

高含沙水流脉动特性试验研究

以某工程的表孔为依托,建立1∶100单体模型。通过配置不同含沙量的水流,对水垫塘底板含沙水流的脉动压强进行试验。结果表明,在试验范围内,水流条件不同,含沙量对脉动强度的影响不同:水流条件较强时,脉动压强随着含沙量的增大,呈现先减小后又增大的趋势,含沙水流最大脉动压强比清水最多减小24.73%;水流条件较弱时,脉动压强随着含沙量的增大,呈现先增大后减小的趋势,含沙水流最大脉动压强比清水最大增加78.74%。冲击区含沙水流脉动压力分布比清水更接近正态分布,脉动压力能量大部分集中在0.4 Hz以内,功率谱无明显的优势频率,水流主要以低频大尺度漩涡为主。通过对高含沙水流水垫塘底板的脉动压强进行观测,总结分析了不同因素影响下高含沙水流脉动压强特性的变化规律,为相关工程提供参考。     

有关溢洪道衬砌板块厚度设计的探讨

脉动上举力是导致消力池或水垫塘底板发生揭底破坏的主要原因之一。在设计溢洪道衬砌板块的厚度时必须考虑脉动压力的作用。该文对脉动上举力的形成进行了理论分析和推导。得出板块所承受的瞬时最大脉动上举力的表达式。并据此给出衬砌板块的设计厚度公式．通过与实验结果等的比较,认为这一结果是合理的。     

有关溢洪道衬砌板块厚度设计的探讨

脉动上举力是导致消力池或水垫塘底板发生揭底破坏的主要原因之一.在设计溢洪道衬砌板块的厚度时必须考虑脉动压力的作用.该文对脉动上举力的形成进行了理论分析和推导.得出板块所承受的瞬时最大脉动上举力的表达式.并据此给出衬砌板块的设计厚度公式,通过与实验结果等的比较,认为这一结果是合理的.     

消力池底板透水孔内脉动压强试验研究

基于某跌坎消力池水工模型试验,在消力池底板中线不同位置设置透水孔,同步测量透水孔内和底板中线上表面的脉动压强。用模型试验和理论分析相结合的方法对透水孔内的脉动压强特性进行研究,得到透水孔内任意两点脉动压强相关系数的取值范围;从幅值特性和频谱特性两方面就孔内各点的脉动压强与相同位置上表面的脉动压强进行了对比,研究结果可为消力池透水底板的设计提供参考和指导。     

底流钢膜消力池底板上表面脉动压力试验

为确保消力池防护结构在水流冲击下的安全,探索一种新的钢膜消力池防护结构,即在消力池传统的不透水混凝土底板上部铺设一层均匀开孔的薄钢板。基于某底流消力池模型试验,研究了铺设均匀开孔钢膜对不透水底板上表面脉动压力分布规律的影响。试验结果表明:铺设均匀开孔的钢膜后,对于消力池前端旋滚区,脉动压力强度系数减小、概率密度函数基本满足正态分布,但幅值范围更加集中;纵向各点的相关性降低、空间积分尺度下降,涡旋保持性降低;脉动压力主频基本不变,但脉动能量集中的频带变窄。与透水底板比较,钢膜消力池防护结构可以有效减小作用在消力池前端底板上表面的脉动荷载,初步表明这种结构具有一定的可行性。     

联合泄洪下跌坎消力池底板脉动压强试验研究

基于某工程模型试验,对跌坎底流消能工消力池在表孔和中孔不同运用方式下脉动压强大小及分布特性进行研究。试验结果表明:开孔方式不同对底板脉动压强影响差别很大,首先脉动压强峰值在底板所处位置表现各不相同,其次脉动压强系数沿底板分布表现为表、中孔联合泄洪要比表孔或中孔单独泄洪明显减小,说明在同等运行条件下采用表孔和中孔联合泄洪更有助于降低消力池底板脉动压强,对底板安全运行有利。     

变缝宽异型构造底板脉动压力特性试验

在水利工程中,水垫塘是大坝的重要安全防护设施之一,在高速水流冲击下,水垫塘的安全与稳定关系到大坝能否正常运行。以某消力塘水工模型试验为背景,结合模型试验结果,对比分析了不同缝隙宽度对底板下表面脉动压力特性的影响。研究表明:在水跃稳定区,带键槽底板下表面的脉动压强系数会随着键槽间的缝隙宽度的增大而增大,带键槽底板概率密度分布图的正态性较好;当键槽缝隙宽度增大时,带键槽底板可能产生的最大脉动上举力有所减小;对于相同测点,键槽缝隙宽度越大,下表面缝隙涡旋的平均尺度和脉动压力空间积分尺度都越大;随着键槽缝隙宽度变小,带键槽底板下表面的脉动能量更加集中于低频。     

跌坎消力池脉动压强试验

为了对跌坎消力池的水动力特性作更深入的研究,为跌坎消力池的设计防护提供参考,基于模型试验对跌坎消力池脉动压强的分布规律、幅值特性和频谱特性进行了系统研究。结果表明:水流条件是影响脉动压强的主要因素,跌坎消力池底板脉动压强系数沿程呈先增大后减小并逐渐趋于稳定的趋势;跌坎消力池底板中线和靠近边墙的脉动压强相当,脉动压强最大达到总水头的5.1%;跌坎消力池前端位于泄槽边墙延长线附近区域的脉动压强最大,最大达到总水头的11.5%;跌坎消力池前端中线的脉动压强比传统消力池有明显降低,最大降幅达55.2%。     

岩石河床在冲击水流脉动压力作用下的解体破坏机理

考虑高坝下游岩石河床的裂隙结构特性,分析河床岩体解体破坏以及冲坑形成的物理机理。根据经验公式和理论推导给出动态河床上脉动压强的分布规律,基于河床逐层破坏假定,应用蒙特卡洛方法模拟生成基岩仿真一维裂隙网络,沿各网络裂隙线元建立一维瞬变流模型,对高坝下游冲击射流作用下非恒定脉动压力波在复杂裂隙网络内的传播过程进行数值模拟。应用孤立块体逐层自动追踪方法,分析裂隙岩体的解体破坏机理、孤立岩块的瞬时动力力学特性以及岩石河床的逐层破坏过程,提出岩块稳定性判据以及冲坑极限深度的评估方法。     

清远水利枢纽消力池底板脉动压强特性试验研究

通过广东省清远水利枢纽工程水工模型试验,研究了消力池底板脉动压强的振幅及优势频率。试验结果显示,消力池底板脉动压强均方根最大值为8.58 k Pa,脉动压强优势频率在0.002~1.965 Hz之间,能量相对集中的频率范围均在2 Hz以下。试验研究成果为该大型枢纽的水工设计提供了重要设计参数。     

平底水垫塘透水底板下表面脉动压力试验研究

基于模型试验结果,研究了平底水垫塘透水底板下表面的脉动压力特性,分析了不透水底板及透水底板不同开孔率情况下的下表面脉动压力的分布规律、概率特性以及互相关特性和频谱特性。分析结果表明：在水舌冲击区,脉动压强系数随着开孔率的增大而增大;互相关系数随着开孔率的增加而略有减小,其旋涡保持性有所降低;透水底板较不透水底板下表面的脉动能量更加集中于低频。