水工弧形闸门流激振动脉动压力的时域模拟

弧形闸门流激振动分析的关键之一是确定作为激励荷载的水流脉动压力，对于一定开启工况下的水流脉动问题，可以作为平稳高斯过程处理。结合脉动压力功率谱图．借助遗传算法模拟水流脉动压力时域曲线，为结构的流激振动时域分析和进一步的控制研究提供了条件。     

乌江思林水电站溢流坝弧形工作闸门流激振动试验

为研究乌江思林水电站溢流坝弧形工作闸门可能出现的闸门流激振动问题,通过制作几何比尺为1/35的完全水弹性模型进行流激振动试验,研究该闸门在有止水和无止水2种工况下的静动力特性及不同开度的动力响应,提出了该闸门安全运行的合理化建议.检测采用电测法,共进行静力试验2组,动力试验16组.静力试验结果表明该闸门结构设计合理,结构强度满足规范要求.动力试验结果表明结构的自振频率范围避开了水流脉动压力的高能区,正常运行情况下(止水良好)产生强烈振动的可能性不大,结构加速度最大值为0.228g,动应力最大值为0.92 MPa,各测点动力系数小于1.08,动力响应满足闸门抗振设计要求.闸门振动不利开度为0.6H和0.7H左右(H为水头).在漏水工况下运行时闸门振动加剧.     

汗华水电站表孔弧形闸门流激振动试验

采用完全水弹性相似模型试验的方法,对巴基斯坦汗华水电站表孔弧形闸门的流激振动情况进行了研究.动力响应试验结果表明:大弧门和舌瓣门的自振频率均避开了水流脉动压力高能区,运行中可避免因振动频率相近而引发的自激振动.另一方面,闸门振动加速度的大小与止水设置情况密切相关,在闸门运行过程中,应尽量避开加速度最大和动应力最大的工况.     

五道水库泄洪洞工作闸门流激振动研究

工作闸门是水利枢纽的咽喉,保证其安全可靠运行至关重要。针对五道水库泄洪洞工作闸门的流激振动问题,进行了泄洪洞1∶20水工模型试验,获取工作闸门的动水压力特性;通过1∶10工作闸门动特性试验,应用实验模态分析方法识别结构动特性;建立工作闸门三维有限元模型,进行结构振动响应计算分析。结果表明,工作闸门的低阶模态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;闸门振动响应在0.5相对开度时达到最大,应避免在此开度长时间运行。     

龙滩工程底孔弧形闸门的自振特性

建立了龙滩底孔弧形闸门有限元模型,并根据Westergaard公式编制程序在闸门面板上施加流固耦合引起的"附加质量".在模态分析中,计算了闸门在空气和水中不同开度下的自振频率,并分析了闸门自振振型,讨论了"附加质量"对闸门自振特性的影响,为弧形闸门动力特性优化设计提供了参考依据.计算结果表明,龙滩底孔弧形闸门自振频率偏低,前三阶自振频率处于水流主要脉动频率范围内,建议优化支臂结构,提高支臂刚度,以避免在水流脉动下引起闸门强烈振动.     

基于HHT的涡街流量计脉动流噪声去除方法研究

采用了Hilbert-Huang变换(HHT)的方法对去除涡街计脉动流噪声进行了研究。首先运用EMD尺度滤波方式对涡街计脉动流噪声进行滤波去噪。然后,将EMD尺度滤波结果和小波阈值运用于涡街计脉动流噪声去除的结果进行了对比,离线仿真结果表明,EMD尺度滤波去噪和小波阈值去噪都能达到较好的效果,但是前者更加简便,完全是自适应的,这也为涡街信号处理提供了一种新的滤波去噪的有效方法。     

闸门止水橡皮自激振动安全监测研究

在水电工程中,漏水射流闸门止水橡皮经常会自激振动,为保障闸门结构的安全运行,建立了闸门振动两自由度模型,从理论上分析了该类闸门振动的原因与机理,并结合某一工程实例,现场对不同闸前水位下冲沙闸闸门的动力响应进行了监测,总结了该闸门振动位移、加速度和动应力响应的大小与变化规律,对闸门的安全性进行了评价.提出了避免闸门由于止水橡皮漏水射流而产生振动的工程措施,为今后同类工程问题的处理提供了理论参考依据.     

脉动流条件下弹性管束换热器振动特性仿真

为了得到弹性管束换热器传热元件的振动参数以及流体诱导振动强化传热规律,对平面弹性管束的固有振动特性及脉动流作用下的弹性管束振动规律进行了研究.首先,利用ANSYS软件建立平面弹性管束有限元模型,并对管束进行模态分析;然后利用FLUENT软件对弹性管束内通入脉动流后的流场进行数值分析.结果表明:弹性管束复杂的三维运动状态提高了其换热和抑垢性能;三棱柱绕流体产生的脉动流速度变化范围为0.4~1.3m/s,波形明显,因此三棱柱绕流体更适合用于脉动流发生装置;数值计算得到的弹性管束振动频率与实际工况脉动流流体流经弹性管束时产生的频率相一致,为弹性管束换热器在实践使用中提供一定的参考意义.     

不同雷诺数下弹性薄板流激振动实验

为了揭示流体-薄壁结构之间相互作用的机理,在4种不同的进口流动雷诺数下,采用3D-PIV流场测试系统和DH-5935N动态信号测试分析系统同步测试,分别得到方柱绕流后弹性薄板周围流场的时空演化特性和受激振动薄板的运动规律.实验结果表明,弹性薄板振动对流动雷诺数极其敏感,当周期性扰动流场与结构形成强烈的非线性耦合作用时,近壁区流动进一步受板扰动的影响,流动的边界条件发生改变,流场结构的对称性遭到破坏,受激振动板最终表现出非周期、非对称的耦合振动行为.     

撞击流反应器压力波动信号的Hilbert-Huang变换分析

将Hilbert-Huang变换(HHT)应用于撞击流反应器压力波动信号分析,并提取出浸没循环撞击流 反应器压力波动信号的各阶内禀模态函数(IMF),证实了压力波动信号的非线性、非平稳特性。分析压力波动信号 各阶内禀模态函数的能量分布以及高、中、低频段能量分布与转换,发现不同频段IMF的能量分布与流型转变之间 的对应关系。结果表明,随着螺旋桨转速的增加,在粒子相互撞击的过程中,产生不同程度涡运动,使得各阶IMF分 量的能量分布也随之变化。新的Hilbert-Huang变换分析方法直接揭示了撞击流反应器内压力波动信号经EMD 分解所得的IMF分量的能量分布与流体流型转变之间的内在规律,同时也提供了一个有力的定量依据。     

弧形闸门的荷载及启门力浅析

从弧形闸门水压力入手,分析了闸门的荷载及启门力,并对表孔式弧门的垂直水压力提出了简化计算方法．     

动力环境下深孔弧形闸门模态参数识别研究

以三峡大坝深孔弧形闸门原型试验为背景,提出采用泄洪激励作为环境激励对深孔弧门进行模态参数识别的两种方式,一是对进行泄洪工作的闸门进行工作模态分析;二是在其他闸门泄洪时对退出备用的闸门进行实验模态分析。针对前者,取用泄洪状态下弧门的位移响应,综合自然激励技术和特征系统实现算法,识别深孔弧形闸门的模态参数,同时指出,必须利用EMAC性能指标剔除虚假模态。对比有限元分析,结果表明,在泄洪产生的动力环境下,用该方法对深孔弧形闸门进行工作模态分析是可行的。     

基于HHT/PNN的故障信息融合诊断方法

为提高动态随机故障诊断能力,提出了基于HHT/PNN的故障信息融合诊断方法.利用HHT提取信号的瞬时频率和瞬时幅值特征,采用过程神经元网络实现对时域幅值、瞬时频率和瞬时幅值3种故障特征的融合诊断.对基于HHT/PNN和基于神经网络的2种故障诊断方法进行了比较.仿真结果表明:对于动态随机故障,基于HHT/PNN的故障信息融合诊断方法比基于神经网络的故障诊断方法的故障诊断准确度高.     

水工弧形闸门振动的智能半主动控制

弧形闸门是水利工程中广泛应用的一种闸门形式，设计弧形闸门要解决的关键问题之一是闸门的流激振动？基于MR智能阻尼器修正的Bingham模型，采用Matlab对水工弧形闸门的流激振动进行仿真分析。计算结果表明，采用MR智能阻尼器能有效的抑制闸门的振动反应。     

九甸峡水利枢纽偏心铰弧形闸门自振特性研究

针对九甸峡水利枢纽偏心铰弧形闸门的工作特点,精细模拟了弧形闸门的空间有限元模型,开发了基于ANSYS的动水压力求解模块,通过不同工况的结构动力计算,研究了弧形门的自振特性,并根据计算结果提出了一些有益的建议.     

基于灵敏度分析的弧门主框架多损伤检测方法

以频率作为弧形闸门主框架结构多损伤识别的主要动力参数,基于灵敏度分析方法,建立结构损伤位置及程度与结构多阶固有频率的关系矩阵,并根据此矩阵和实测频率的变化情况反解出结构的损伤位置与程度。为了反映结构不同位置的损伤对频率的影响,同时减小方程的未知量个数,给出了弧门主框架频率与损伤位置和程度的灵敏度关系图。计算结果表明：基于灵敏度分析的结构多损伤检测方法可识别弧形闸门主框架多位置发生损伤的情况,可为水工结构动力检测与损伤评估提供技术参考。