三峡大坝导流底孔闸门流激振动水弹性模型试验研究

 为了解决三峡大坝导流底孔弧形闸门的流激振动问题,采用完全水弹性相似模型研究了闸门的流激振动。介绍了闸门振动水弹性相似原理、水弹性相似材料的性质、闸门水弹模型模态分析及模型振动试验结果。试验结果表明:闸门在无侧止水或侧止水损坏情况下淹没出流时，将产生强烈的自激振动;闸门两侧缝被封堵以后，在同样的淹没出流情况下，只产生轻微振动;闸门产生强烈振动的主要原因是闸门侧缝射流和下游紊动水流汇合后在门侧形成了自激振荡系统的结果;消除侧缝射流，就可以避免强烈的自激振动。     

清江隔河岩大坝表孔深孔闸门及坝体泄洪振动与控制研究

 通过原型观测试验获得了清江隔河岩大坝表孔、深孔闸门及坝体泄洪的实测数据。测试成果表明：在稳态工况下,表孔、深孔闸门运行平稳,大坝主体的振动很小。表孔闸门在3.3～7.0m开度时,出现了250 s左右的拍振现象,但不会影响表孔闸门的运行安全。深孔闸门在0.3～6.0m开度时,由于深孔闸门侧止水严重漏水,出现了强烈振动,应当引起足够重视。     

泄洪管道需气量原型规律的研究

一、前言泄洪管道或泄洪隧洞是水利枢纽的重要建筑物。在泄洪管道或泄洪洞内,当闸门局部开启时,闸门后的空气被高水头作用下的高速水流带向下游,在通气不足的情况下,闸门后的压强可能低于水的气化压强,从而引起闸门和管道的空蚀和振动,严重的还会导致建筑物的破坏。为了保障泄洪管道的安     

向家坝水电站泄洪消能关键技术研究与实践

向家坝水电站泄洪消能具有"高水头、大单宽流量、泄洪频繁、多泥沙"的特点,其泄洪消能方式受雾化、通航、排沙以及地质条件等方面的制约;通过采用高低坎泄洪消能方案,攻克了向家坝水电站泄洪消能技术难点;达到了雾化影响小、消能效率高、消力池临底流速小、下游水流平顺、泄洪运行方式灵活、悬移质能安全过坝的效果。模型试验、数值分析和原型监测成果表明,立轴漩涡临底强度较低,原型监测尚未观测到立轴漩涡;磨蚀、水流空化、闸门流激振动等方面的水力特性都在允许的范围内;经受了三个汛期的泄洪考验。下游县城紧邻水电站,且局部城区位于古河道的不利地质条件,部分泄洪工况时出现了下游县城局部区域房屋门窗振动现象。通过溪洛渡、向家坝两库联合调度和优化闸门运行方式,振动强度得到显著减小,使门窗振动问题得到有效控制,各项振动量值均在国家规定的人身舒适性评价标准的容许限值之内。     

淹没水跃激起闸门振动浅析

闸门振动是水利水电工程中较为普遍的现象。文章对闸门下游淹没水跃作用在闸门上的脉动压力试验研究成果作了简要综述，并结合某工程，对淹没水跃引起闸门振动作了浅析     

低水头水闸下游流态及消力池长度计算分析

在分析低水头水闸泄流下游流态的基础上,对水闸下游消力池长度的计算方法进行较系统地研究.研究成果包括了水闸的3种闸门开启运行方式的下游消力池长度计算:① 水闸最大泄洪流量Qm运行时,闸门为局部开启控泄运行;② 闸门全开、Qm运行时,水闸为自由出流运行;③ 闸门全开、Qm运行时,水闸为淹没出流运行.该研究成果基本涵盖了低水...     

三个泉倒虹吸出口闸门的振动机理研究

针对三个泉倒虹吸出口段闸门的振动问题,从其运行环境、水流条件等方面入手,通过原型观测和理论分析等手段,对淹没出流条件下潜孔式平面闸门的振动成因进行了分析研究。指出:闸门在小开度运行时发生的振动,主要是高流速情况下,闸门底部产生空蚀并诱发垂向振动,导致闸门下游射流分界面无规律的摆动,门后旋涡区遭到破坏后,闸门下游水流往复撞击闸门所致,属强迫振动性质。     

三峡水利枢纽导流底孔闸门泄流振动监测与分析

对三峡水利枢纽工程导流底孔闸门动力安全监测资料作了介绍与分析,其中包括闸门的动力特性和在设计水位条件下闸门在动水启闭过程中的振动加速度、振动位移、动静应力、脉动压力和启闭力的监测成果。监测成果表明闸门的自振频率监测成果与闸门水弹性模型试验成果很接近,振型相同;在动水开门和关门过程中,闸门在小开度时,下游面底缘的脉动压力较大;闸门门叶和支臂的振动小开度比大开度的大,未出现危害性振动,各测点的振动位移和振动应力都比较小,闸门振动是安全的。     

基于CEEMDAN和小波包分解的闸门振动信号降噪研究

针对闸门监测振动信号去噪问题,提出基于CEEMDAN（经验模态分解）和小波包分解的闸门振动信号降噪算法,通过采用CEEMDAN和小波包分解方法进行信号去噪,可以有效处理水电站泄洪闸门振动信号中受到的外部干扰。CEEMDAN方法能够将信号分解成多个本征模态函数（IMF）,每个IMF代表不同频率的振动成分,使得外部干扰和真实信号成分可以分离。随后,小波包分解能够将每个IMF进一步分解成不同尺度和频率的子频带,这有助于更准确地定位和分离干扰成分。对每个子频带应用阈值去噪技术,可以有效去除噪声,保留真实信号。由测试结果可知,该算法能很好地剔除闸门振动信号中的无用噪声,有效提高闸门振动信号的准确性。     

锦屏一级水电站深孔闸门流激振动水弹性模型

锦屏一级水电站挡水建筑物为305 m高的双曲拱坝,由坝身表孔、深孔和泄洪洞承担泄洪,深孔工作闸门为弧形闸门,出口尺寸为5 m×6 m(宽×高),操作水头91 m,闸门流激振动问题是设计极为关注的问题.为保证闸门泄洪安全,开展了闸门流激振动全水弹性模型仿真试验研究,并辅以三维有限元动力和静力计算,综合评估闸门的流激振动安全性.模型比尺Lr=20,用水弹性材料制作水弹性模型,试验模态分析得到的动力特性与计算值吻合.振动试验表明,该闸门在运行中未发生水力共振现象,闸门的动、静应力在安全范围内,可以安全运行.     

五强溪水电站高水头船闸输水系统动水压力与反向弧门流激振动

本文介绍了五强溪船闸二闸首于1996年12月12日～13日进行的原型观测成果与分析.着重从高水头船闸输水系统不恒定流压力瞬态变化和反向弧门流激振动两方面，分析输水廊道突扩体发生空化空蚀的可能性，以及反向弧门流激振动的危害程度，并对其安全运行作出评估.     

五道水库泄洪洞进水塔振动研究

五道水库泄洪洞高水位运行时,进水塔出现剧烈振动。为探明振动原因,为除险加固提供依据。进行了泄洪洞1：20水工模型试验,研究工作闸门不同开度时泄洪洞边壁及闸门水流的脉动压力特性,通过有限元动力分析,研究进水塔的自振特性,预测进水塔的振动响应。研究表明．进水塔的低阶自振频率没有完全脱离动水激励的高能区域,可能产生较大流激振动;0．4以上大开度运行时进水塔的振动响应较大,设计水位最大加速度出现在塔底．约0．34g．与原型观测预潮结果一致．     

高水头大流量泄洪消能研究

高水头大流量泄洪消能研究是“八五”国家科技攻关专题，主要结合小湾高拱坝建设，研究在高山峪谷河段上，高水头、大流量泄洪消能问题。专题分别就泄洪消能布置优化；坝身孔口布设及其型式；水垫塘冲刷平衡及消能机理；坝身泄洪振动对坝体的影响；５０ｍ／ｓ高流速空化、空蚀及减蚀措施；高压弧形闸门的伸缩式水封封水试验；高坝泄洪雾化的影响范围等进行研究。并结合漫湾大坝泄洪进行了一系列水力学方面的原型观测，取得了丰富的成     

桂平航运枢纽闸坝工作闸门设计及运行特点

结合广西桂平航运枢纽闸坝工作闸门的设计，论述了淹没水跃荷载对露顶式平面定轮闸门的冲击作用影响，提出了在闸门设计中应重视加强闸门结构的整体刚度和提高闸门抗振、抑振能力，并在启闭机容量上留有足够的安全裕度。     

利用FORTRAN编程进行水闸泄流计算应用

某一等枢纽工程设计洪水、校核洪水洪峰流量分别为59700m3/s、67100m3/s,峰高量大。为满足工程运行要求,泄水建筑物共设置了15孔泄洪闸、5孔冲砂闸和1孔围堰改闸。水闸堰型均采用宽顶堰,孔宽不同,堰顶高程各异。现有泄流计算程序多针对单一堰顶高程设计,本工程并不适用。多闸孔、多堰高组合水闸泄流计算是一件繁琐的工作,利用Fortran编写的小程序计算给实际应用带来了极大便利。本文介绍了程序编写的具体过程,并结合具体工程应用实例对程序进行了验证。     

MARC软件在溢洪道预应力闸墩结构分析中的运用

糯扎渡水电站溢洪道最大泄量31318m3/s,为国内排名第一、世界第四;泄洪水头182m,泄洪功率55860MW,均为世界第一位。闸门控制段设置8孔15m×20m(宽×高)弧形闸门,闸墩厚4.5m,最大弧门推力达38510kN,设计采用预应力混凝土结构。在结构分析时,运用了MSC公司的MARC软件对闸门运行的各种工况进行了分析,得出了相应的结构应力成果。文章详细介绍了预应力闸墩有限元分析过程及应力计算成果。     

构皮滩拱坝坝身泄洪振动水弹性模型试验研究

构皮滩双曲薄拱坝最大坝高232.5 m,采用表孔和中孔泄洪,水垫塘消能。坝身最大泄流量与泄洪功率居世界拱坝之首,大坝的流激振动对坝体安全的影响问题必须研究解决。采用1/150的水弹性相似模型试验和有限元法计算研究坝身泄洪引起的坝体振动问题。研究结果表明：实验模态分析的大坝满库前4阶频率和振型与有限元法计算结果甚为吻合;在给定的泄洪条件下大坝的振动位移和动应力都很小,不会对大坝整体安全构成危害,但可能出现局部疲劳损伤;大坝流激振动的主要振源是泄洪孔上的水流脉动压力;优化表孔体型和齿坎布置有助于减小坝体的流激振动。     

利用FORTRAN编程进行水闸泄流计算应用

某一等枢纽工程设计洪水、校核洪水洪峰流量分别为59700m3/s、67100m3/s,峰高量大。为满足工程运行要求,泄水建筑物共设置了15孔泄洪闸、5孔冲砂闸和1孔围堰改闸。水闸堰型均采用宽顶堰,孔宽不同,堰顶高程各异。现有泄流计算程序多针对单一堰顶高程设计,本工程并不适用。多闸孔、多堰高组合水闸泄流计算是一件繁琐的工作,利用Fortran编写的小程序计算给实际应用带来了极大便利。本文介绍了程序编写的具体过程,并结合具体工程应用实例对程序进行了验证。