反拱水垫塘底缝隙中的动力水压强特性的试验研究

对反拱水垫塘底板缝隙中动力水压强的特性进行了详细试验研究，得出缝口动水压强阻尼特性、直缝和通缝边界条件对动水压强幅值、时域和频域影响，动水压强幅值和谱密度变化规律，从而揭示反拱水垫塘底板稳定机理，说明反拱底板稳定机理，说明反应拱底板稳定性比平底板优越。     

高水头、大流量下反拱水垫塘底板块随机振动特性的研究

反拱水垫塘拱圈底板块稳定性是其在高水头和大流量作用下能否安全运用的关键技术之一。以溪洛渡拱坝下游出流条件和反拱水垫塘体型为参考,在拱圈底板块间止水破坏、底板块锚筋失效的极端条件下,对拱圈弹性底板块的振动特性进行了研究,得到拱圈底板块振动位移、速度和加速度幅值的沿程分布规律及其时域特性。研究表明,反拱水垫塘与平底水垫塘最大区别在于拱圈底板块能产生锁定,锁定高度受底板缝厚度控制,控制缝隙宽度对于反拱水垫塘的稳定起至关重要的作用。     

高拱坝分层多股射流水垫塘冲击压强研究

针对表孔采用宽尾墩深孔采用窄缝坎新型消能形式,利用物理模型试验研究表深孔联合泄洪形成的分层多股射流在不同流量比情况下对水垫塘底板的动水冲击压强特性的影响。建立了表深孔流量比对水垫塘底板的动水冲击压强变化的关系,实验证实了上游水股产生的水垫对下游水股冲击压强确实具有减小的作用,水垫塘内流态稳定,消能充分,深孔射流产生的最大冲击压强随着表深孔射流流量比的逐渐增大而减小。该研究可为实际工程中合理确定分层多股射流流量比提供参考依据,为峡谷区高坝工程的坝身泄洪消能布置及水垫塘的抗冲防护和结构稳定性分析提供有力科学依据。     

拱坝水垫塘拱形底板受力与稳定性实验研究

高拱坝枢纽采用坝身泄洪、水垫塘消能是一种较好的布置型式,但水垫塘底板的型式和尺寸及其泄洪时稳定性是它的关键技术问题。本文所研究的拱形底板是一种新型的底板型式。通过实验分析,研究了冲击射流下拱形底板失稳型式,量测了底板上、下表面压强分布,概化了时均上举力（上、下表面时均压强差）的计算公式,实测了动水荷载作用下拱端推力。研究表明：拱形底板具有整体稳定性特征,它可能是高拱坝大流量泄洪水垫塘比较理想的保护型式。     

反拱水垫塘拱端力变化规律的试验研究

分析了反拱水垫塘底板的稳定机理 ,用先进的模拟方法和量测手段 ,对反拱水垫塘拱端力进行了详细试验研究 ,得出在约 30 0米级水头和最大坝身泄流 (双曲拱坝 ) 30 0 0 0m3 s的作用下 ,拱端力沿程及随下游水深变化的规律、其时域和频域的特性。研究表明 ,若能保证两岸山体和拱支座稳定 ,反拱底板能保证稳定     

水垫塘反拱形底板体型研究

在射流冲击荷载的作用下，反拱形水垫塘底板主要依靠拱提供的推力来维持其整体和局部的稳定性，在相同安全标准前提下，所需拱端推力与反拱体形有关，本文结合某高拱坝水垫塘反拱形底板稳定性的研究，从反拱的体型，单个板块的尺度等方面，分析了单个板块的局部稳定性的整体稳定性与反拱体型的关系。结果表明，从反拱结构的整体稳定和局部稳定性定两方面考虑，拱圈曲率和板块尺度不宜过大。     

高水头、大流量作用下反拱水垫塘底板失稳破坏机理研究

以国内某一在建高坝工程为参照,对高水头、大流量作用下反拱水垫塘拱圈底板块局部失稳破坏与拱圈整体失稳破坏的机理进行了试验研究.试验考虑了底板锚固失效、止水破坏的极端情况,变量取为水位、流量、底板块缝宽、拱圈可振动的底板块数目、拱端同定与可动的边界条件及其不同组合.研究表明,底板块上举力、运动底板块数目、拱端约束条件、底板缝宽是拱圈失稳的重要因素.拱圈局部破坏是由于拱圈振动底板块数增多,底板缝宽"增加与累加效应",使底板块径向位移增大、轴向约束减小,底板块最终滑出座穴;而拱圈整体破坏则是由于拱座微小位移使拱圈底板失去彼此轴向约束造成.反拱水垫墉运用时,应保持拱座绝对稳定,并控制底板块缝宽,特别是左右缝宽在一定范围.     

水垫塘反拱底板稳定性的块体弹簧元分析

本文首次建立用于分析水垫塘反拱底板稳定的块体弹簧元的数学模型 ,并编制了相应的计算程序 ,结合黄河拉西瓦工程分析了反拱底板的稳定性 ,计算结果与试验结果吻合较好。该方法较好地模拟了反拱底板的受力特征和失稳机理 ,计算结果可靠且精度较高 ,对工程设计有较高的参考和实用价值。     

多层水股射流入射水垫塘流场特性的优化分析

研究表深孔上下差动出流,水股分层分散射流在水垫塘的流动特征和各水股射流之间的干扰碰撞特性.选用非定常不可压缩流动的N-S方程和RNG k-ε紊流模型,采用VOF(Volume of Fluid)法结合溪洛渡双曲拱坝水垫塘对不同间距的多层二元射流进入水垫塘后的水流结构进行了数值模拟.通过对时间的迭代,计算和分析了水股间距对水垫塘恒定流场特性的影响,按多股射流入射水垫塘后的流动特征分为四类.给出了水股间距对水垫塘底板的冲击压力的影响规律以及与流场、速度场的关系,发现射流对水垫塘底板的冲击压力特点和速度场的分布特点相对应.研究认为:对于坝身泄洪为分层出流时,在射流入水间距能保证充分发挥上游水股产生的动水垫效应的前提下,应尽量选择较小的射流入水间距,从而减小下游水股对床底的冲击压力.本研究可为水垫塘的优化设计、防护和坝身孔口的合理布局提供参考依据.     

水垫塘底板失稳区脉动压力的实验研究

本文通过水工模型试验 ,对水垫塘冲击区底板块表面及底面动水动力进行了测量。重点分析了失稳区底板块动水压力特性及相关特性。研究表明 :时均上举力和脉动上举力是造成底板块失稳的主要原因。     

库水模拟对拱坝动力特性的影响分析

库水可压缩性和库水-坝体动力相互作用是影响坝面动水压力以及拱坝动力特性的重要因素。本文以拉西瓦拱坝为例,建立拱坝-地基-库水系统有限元模型,研究库水模拟对拱坝动力特性的影响。采用Westergaard附加质量与流固耦合两种不同的库水模拟方法,分别考虑附加质量、流固耦合的不可压缩库水、流固耦合的可压缩库水等三种情况,对比分析了拉西瓦拱坝的动力特性。分析结果表明,库水的存在会导致拱坝系统的各阶自振频率减小;考虑库水可压缩性导致拱坝的各阶自振频率进一步减小,且各阶振型发生变化。分析结果可以为高拱坝真实工作性态研究和地震反应分析提供参考依据。     

台阶式溢流坝后消力池压强特性

本文通过物理模型试验,研究了台阶式溢流坝在3种坡度下消力池底板上的时均压强、峰值动水压强、脉动压强强度及其形成的特点,提出了计算时均压强的经验公式。研究表明,时均压强、峰值动水压强和脉动压强强度最大值出现在水流冲击消力池底板处,位于x/hk=1.2～2.5,其值随泄槽坡度和流量增加而增大,时均压强的yp/hk最大可达5.4,脉动压强强度可达其相应时均压强的80%,峰值动水压强与时均值的比值可达5～8倍。压强最小值位于x/hk=2.5～5.1之间,时均压强偶会出现负值。脉动压强优势频率在冲击区为4Hz～8Hz,水跃区2Hz～5Hz,跃后区一般在2Hz以下。     

高拱坝表孔宽尾墩水力特性试验研究

采用模型试验方法,对宽尾墩消能工应用于高拱坝表孔后,其下泄水流流态、泄流能力、水垫塘流态及水垫塘底板冲击动压等水流特性进行了研究。结果表明：高拱坝表孔宽尾墩流道内存在自由跌流、急流冲击波及缓流三种流态;当处于急流冲击波流态时,其下泄水舌呈窄而高且长的窄长流态,水舌纵向扩散效果明显,并且宽尾墩体型几何参数变化不会影响其泄流能力;水垫塘底板最大时均冲击动压值随着堰顶水头的增高而增大,随着宽尾墩收缩比的增加而增大,随着墩尾折角的增大而减小,随着坝面倾角的增大而减小。     

W火焰锅炉结渣特性数值模拟

采用结渣模型耦合气固两相流动燃烧模型,对一台DG1025/18.2-II14型W火焰锅炉结渣特性进行了数值模拟,结合现场运行状况,对结渣位置、程度及原因进行了分析。结果表明,该锅炉的结渣位置主要是下炉膛侧墙、拱部燃烧器区域和前后墙局部区域。炉膛中心区域温度比两侧高,气流膨胀更迅速,压力更高,挤压两侧气流沿炉膛宽度方向向侧墙运动,产生偏斜,火焰冲刷侧墙,是导致W火焰锅炉侧墙结渣的根本原因。锅炉变工况运行时,切停或切换部分燃烧器,使炉内局部空气动力场偏斜,冲刷已关闭了燃烧器的拱部和前后墙区域,则是导致拱部燃烧器区域和前后墙局部区域结渣的主要原因。     

宽尾墩消力池水动力及调控响应特性研究

基于景洪水电站1:100的物理模型,对Y型宽尾墩消力池的水动力及调控响应特性进行研究,主要研究了水垫厚度、单宽流量、开孔方式对动水压强的影响。研究发现：时均压强主要受水垫厚度控制而受单宽流量的影响不大,时均压强随水垫厚度的增加而增加;脉动压强同时受水垫厚度和单宽流量控制,脉动压强随水垫厚度增加而减小、随单宽流量增大而增大;动水压强随开孔方式的改变而变化,在试验的开孔方式下,表孔由间隔开启变为相邻开启,对表孔中线的脉动压强最大值、闸墩中线的脉动压强最大值均有削弱的作用。