单向及双向输入地震波对拱坝系统的影响

采用ADINA有限元软件建立三维的拱坝-库水-淤沙-地基耦合模型,分别以人工合成地震波水平记录计算输入的单向及双向地震波,改变激励方向,分析了坝体、坝基的位移及应力响应。结果表明,双向输入地震波下,拱坝体系各监测点的位移和应力响应明显大于单向输入时的情况,同时,位移和应力的最大值与激励角度有关,最不利输入角度处于-40°~-90°之间。     

不同水深海上风力机塔架地震动力响应研究

开发了风力机地震仿真平台SAF(Seismic Analysis Framework),以DTU 10 MW海上风力机为研究对象,建立其地震激励下的动力仿真模型,分析4种水深(20～50 m)时20组不同强度地震、额定风速湍流风与波浪流联合作用下风力机塔架动力响应。研究表明:地震作用对横向塔顶位移及横向平面内的塔基弯矩影响较大,来流方向塔顶位移及来流平面内的塔基弯矩主要受湍流风影响;在存在地震激励时,塔架不同高度处位移、剪切力及弯矩响应均大于湍流风与波浪流作用时;地震强度较弱时,不同水深处风力机塔顶位移与弯矩差距较小,但塔基弯矩随着水深的增大而增大;地震强度较大时,水深对风力机塔顶位移与塔基弯矩影响很大,相同地震强度的响应深水大于浅水。     

水工地下隧洞在地震荷载作用下的动力特性分析

应用土与结构动力相互作用理论,基于ANSYS软件建立了围岩-水工地下隧洞结构非线性动力相互作用的有限元分析模型,采用整体有限元分析方法对隧洞衬砌结构进行了地震时程反应的数值分析.分析了衬砌弹模、围岩类别以及地震波频率对洞室位移和应力响应的影响.     

基于反应谱法的某高拱坝动力分析有效振型阶数探讨

多振型反应谱动力分析时,所取振型阶数会影响计算结果的精度和可靠性,而合理的阶数与结构的复杂性有关。以某高拱坝为例,计算了横河向、顺河向、竖直向三个方向地震单独激励下各阶振型参与质量系数及其累计值、对应的位移和应力,以此确定合理的振型阶数。结果表明,各阶振型参与质量系数的大小变化并无明显规律,但当振型阶数达6～7时其累计值将超过90%,此时坝体最大的位移及最大主应力均趋于稳定,其后振型对地震作用效应影响已不超过5%;与横河向和顺河向地震激励相比,需取较多的振型阶数才能得到较为稳定的位移和应力。     

连体位置对升船机塔楼结构动力性能的影响

对景洪水电站升船机塔楼实体进行简化,采用大型通用软件ADINA建立连系梁位于不同高度时的简体模型,计算了各方向动压力、动位移和加速度;探讨了无连系梁、有连系梁及连系梁位于不同高度时整体结构对水平和竖直地震波的响应,据此提出了相关建议.     

用Ansys有限元程序分析水工钢筋混凝土隧洞结构

采用Ansys有限元分析水工钢筋混凝土隧洞结构，通过建立有限元模型来模拟水工隧洞衬砌钢筋混凝土结构的实际工作状态，了解结构的应力分布、裂缝宽度和钢筋混凝土衬砌中钢筋的工作状态，从而可以有针对性地提高水工隧洞钢筋混凝土结构设计的安全性与可靠性。     

基于抗滑极限状态的水工隧洞堵头可靠性分析

为分析水工隧洞堵头的可靠性,首先通过分析水工隧洞堵头的极限状态,建立了描述堵头可靠性的功能函数;其次在此基础上,利用ABAQUS建立了某水工隧洞堵头及围岩的三维有限元模型和描述堵头可靠性的功能函数显式表达式;最后利用设计验算点法计算原理编制了计算堵头可靠度的Matlab程序,计算了堵头可靠指标及失效概率,并对影响堵头与围岩接触面摩擦力的影响因素做了敏感性分析。结果表明,30m堵头的可靠性指标为6.602 7,失效概率为2.018 5×10~(-11);粘聚力越大,接触面摩擦力F_f越小;内摩擦角φ、弹性模量E越大,F_f越大。     

水电站进水塔结构抗震性能评估

水电站泄洪洞进水塔作为地下隧洞的首部结构,其安全性关系到整个水电站的安全和效益。采用大型三维有限元程序ANSYS对某水电站泄洪洞进水塔结构进行了抗震分析,计算分析了进水塔结构的自振特性,通过反应谱法计算了在顺水流方向、垂直水流方向和竖直方向地震共同作用下进水塔结构的动位移、动应力分布等动力响应情况,并将动力计算结果与静力计算结果进行叠加,评估了进水塔结构抗震性能。结果表明,进水塔结构的变形与强度均能满足要求,但其抗震薄弱部位应力较大,在结构设计时需采取特殊措施以确保塔体结构的安全。     

正断层错动下的输水隧洞动力响应分析

长距离调水工程中的输水隧洞通过潜在地震地区时，存在活动断层错动引发的重大工程安全隐患，揭示断层错动对输水隧洞稳定性影响的研究具有非常重要的工程意义。基于围岩、断层破裂带、衬砌和内水的动力相互作用特征，使用ABAQUS有限元分析软件，建立了围岩-断层破裂带-衬砌-内水三维数值模型，深入分析了各种断层错动量、宽度及粘聚力对输水隧洞稳定性的影响。结果表明，处于较小断层错动量、断层宽度及较大断层粘聚力情况下的输水隧洞衬砌结构竖向位移及损伤程度有所减小，结果对跨断层输水隧洞动力响应理论研究有一定的参考价值。     

闸门开度对泄洪排沙隧洞水力特性影响研究

为揭示闸门开度对泄洪排沙隧洞水力特性的影响规律，建立了不同闸门开度下的排沙隧洞二维模型，采用VOF法和标准κ-ε紊流模型对泄洪排沙隧洞易磨蚀断面流场进行三维数值模拟计算，获得了闸门附近的流态、流速、压强等水力特性，并对比分析了不同闸门开度下的水力特性，得到了闸门处至挑坎之前的空化数。结果表明，当闸门小于1/2最大开度运行时，闸门开度越大，隧洞水流流态越平顺，临底流速过渡越平顺，且隧洞底板上下游压力差越小；闸门开度越小，有压洞内流速越小，容易造成泥沙淤积；闸门开度越大，对隧洞整体运行越有利。研究结果对水工隧洞闸门的运行开度优化及闸门底坎抗磨修复具有指导意义。     

A twin unidirectional impulse turbine for wave energy conversion

A twin unidirectional impulse turbine has been proposed in order to enhance the performance of wave energy plant.This turbine system uses two unidirectional impulse turbines and their flow direction is different from each other.However,the turbine characteristics have not been clarified to date.The performances of a unidirectional impulse turbine under steady flow conditions were investigated experimentally by using a wind tunnel with large piston/cylinder in this study.Then,efficiency of the twin impulse turbine have been estimated by a quasi-steady analysis using experimental results.     

水电站地面明钢管地震响应有限元分析

为探讨明钢管在地震作用下的响应规律,采用有限单元法对正常运行遭遇地震和管道放空遭遇地震两种工况下某水电站地面明钢管进行了时程分析。结果表明,正常运行遭遇地震时明钢管主要产生较大的横向加速度和位移,而在放空遭遇地震时,由于管内无水及垂向限位措施,除了产生较大的横向位移外,管道还将在垂直管轴的竖向产生较大的加速度和位移,导致管道脱离支座向上跳动。由此可见,地震引起的钢管横向滑移和竖向跳动将对其安全稳定运行产生不利影响,建议同时采取横向和竖向限位措施。     

极限环境载荷诱导风力机结构振动影响分析

风力机桩基、塔架及连接部件构成的支撑结构属顶部承担较大质量的力学结构,地震对其造成的影响远大于常规建筑.针对上述问题,基于NREL开发计算平台,联合TurbSim、AeroDyn、FAST及Seismic,对变风载荷、变地震载荷(波形、强度)下的风力机动力学响应进行研究.发现:地震横波对风力机结构响应造成剧烈影响,纵波...     

66 kV干式空心并联电抗器抗震特性仿真分析

应用ANSYS软件建立了66 kV干式空心并联电抗器的三维有限元模型,在运用Block Lances法对电抗器结构进行模态分析的基础上,采用振型分解法对8烈度等级下电抗器结构进行了地震响应分析计算.计算结果表明,地震动作用下电抗器的垂直位移要比水平位移小一个数量级,但水平应力却与垂直应力相差不大;支架部分结构是整体结构中最复杂的部分,而且从分析计算中发现该部分是结构中最薄弱的部分,应该是抗震分析中首要关注的地方,特别是绝缘子部分,其许用应力较低,是结构抗震强度验算的关键;电抗器结构在地震动作用下能满足抗震设计强度要求,应力集中处的最大应力小于材料屈服极限.     

纵向水平地震作用下全直桩码头结构Pushover分析

为研究全直桩码头结构的抗震能力,以江苏某全直桩码头结构段为例,采用SAP2000软件对结构进行了纵向静力弹塑性分析,讨论了不同桩基刚度等因素对Pushover分析结果的影响,得到了荷载因子-顶点位移关系曲线、桩身高度-纵向位移曲线、码头结构的屈服次序和位置及桩基内力等规律。结果表明,桩径的增大可提高结构所能承担的极限水平荷载;纵向水平地震作用下桩基以纵向受弯破坏为主,桩基纵向弯矩由海侧向陆侧逐渐增大;塑性铰一般由陆侧向海侧发展,同一排桩沿纵向由一端向另一端发展,同一桩基由底端向顶端发展。     

海洋土地基核电厂盾构排水隧洞地震响应研究

以某核电站的取排水工程为例,将典型核电地震波RG1.60谱人工波作为地震荷载,采用等价线性 法对海洋土地基地下隧洞进行了平面有限元地震响应分析,通过计算总结了穿越不同的海洋土土质条件 、不同埋深、管片接缝刚度、管片厚度及竖向地震对隧洞的衬砌受力与变形的影响,获得了此类盾构隧 洞的动力响应特性规律,为隧洞抗震分析提供了参考依据。     

同侧竖缝式鱼道水力特性研究

以辽宁省三湾水利枢纽鱼道工程为例,针对同侧竖缝式鱼道水力特性,采用模型试验研究了同侧竖缝式鱼道的主流曲线、主流速度沿程变化规律及竖缝位置流速变化规律,鱼道模型的比尺按1∶5设计,考虑3种底坡、3种典型流量,选取2个水深,采用声学多普勒流速仪(ADV)测量流速。结果表明,同侧竖缝式鱼道主流曲线呈反S型,主流速度沿程变化规律为先增大再减小,竖缝位置的流速从水面至底部变化规律呈先增大再减小再增大的变化趋势,最大流速靠近竖缝底部。