明渠六圆弧蛋形断面临界水深和收缩断面水深的计算

根据明渠恒定非均匀流理论,按照分块计算面积的方法,详细推导了六圆弧蛋形断面临界水深和收缩断面水深的迭代计算公式,并根据优化拟合研究了临界水深的简化计算方法.提出了4种工况下临界水深和3种工况下收缩断面水深的迭代计算公式,给出了已知流量条件下相对临界水深与相对流量的关系和已知临界水深条件下相对临界水深与相对断面面积的关系,得出了两种简化计算公式.通过算例验证了临界水深两种简化公式的正确性,其最大误差分别为1.6%和0.8%,满足工程设计需求.     

几个常用断面明渠均匀流水深和临界水深的迭代算法

对于明渠均匀流水深h0和临界水深hk的计算,传统的试算法和查图法比较繁琐.经过长期的工作实践,总结出了迭代算法,列举了梯形(含矩形)、U形和圆形断面明流h0和hk的迭代算法.并用数学的方法进行了验证.与传统的计算方法相比,迭代算法更为简便、精确.     

梯形明渠临界水深的直接计算方法

通过引入一个无量纲参数——单位水面宽度,对梯形明渠临界水深的基本公式进行恒等变形,得到计算梯形明渠临界水深的迭代公式,再与合理的迭代初值配合使用,推导出梯形断面临界水深的直接计算公式,在梯形断面全部范围内最大相对误差小于0.082%.误差分析及实例计算表明,该直接计算式形式简单,适用范围广,计算精度高.     

明流条件下城门洞形隧洞临界水深的直接计算法

为了改善明流条件下城门洞形隧洞临界水深无显函数计算方法的现状,通过对城门洞形断面临界流方程的数学变换,并对引入的无量纲参数与相对临界水深关系进行分析及计算,将求解正常水深的超越函数采用指定的幂函数形式逼近,并应用改进粒子群优化算法求解该函数,得到了城门洞形断面临界水深的直接计算式.实例计算及误差分析表明:在工程实用范围内(临界水深与拱顶半径之比在1.00到1.85之间),该公式最大相对误差仅为0.37%,且物理概念清晰明确,形式简捷,能为水工设计手册的编制及工程设计提供有益的参考.     

标准门洞形过水断面临界水深的简化计算

标准门洞形过水断面临界水深计算需完成超越方程的求解,针对目前图表法、试算法及近似法存在的问题,采用优化拟合的方法,以标准剩余差最小为目标函数,在工程实用参数范围内,经拟合分析及计算获得了表达形式更加简单直观、常数及系数项数字位数最少、便于记忆及实际应用、计算精度满足设计要求(最大误差为0.57%)的近似公式,具有一定的实用价值.     

有底部泄流的明槽水流水深理论解

本文研究底部泄流明槽水流的水深变化,得到水深比的理论解,并论证了解的唯一性。计算结果表明,明槽水流经过底部泄流后,水深将增大。     

基于临界熄弧角的多馈入直流系统换相失败判断方法

从换相失败的基本原理出发,通过对换流阀工作特性的分析和电磁暂态仿真证明基于临界故障阻抗边界的概念,提出了一种以最小熄弧角为判据快速判断直流系统换相失败的方法。基于节点阻抗矩阵,利用节点电压交互作用因子,计算系统中各节点发生三相短路接地时逆变站熄弧角,以临界熄弧角为判据判断直流系统是否发生换相失败。本文最后利用PSS/E仿真软件,在两馈入直流输电系统中验证了所提出的基于临界熄弧角的多馈入直流系统换相失败判断方法的有效性和准确性。     

升压型临界连续模式功率因数校正技术的研究

该文详细分析了基于电流峰值控制、临界连续模式的升压型有源功率因数校正技术,并以MC33262专用集成芯片为核心设计一种宽电压输入、固定升压输出的AC/DC变换器,功率因数达0.994,总谐波含量低于10%.该技术同样适用于其它各类开关电源,提高功率因数,降低谐波干扰,提高电网的利用效率.     

流体横掠圆柱数值模拟流态转换临界雷诺数的研究

采用层流模型和RNG k-ε紊流模型,对亚临界雷诺数条件(Re=300~300 000)下,流体横掠圆柱体工况进行了数值模拟,得出了此工况下扰流流态转捩的规律。与经典试验数据进行对比验证,结果表明,阻力系数Cd和斯特劳哈数St分别可在来流雷诺数小于22 000和100 000时采用层流模型计算,误差分别小于16.4%和7.3%。     

具有可变通流面控制体积上的输运问题

对通流控制面积作变化的控制体进行了描述并用数学力学的方法推导出适合于该控制体的输运方程.     

表孔、底孔联合泄洪流场数值模拟与冲刷趋势分析

摘 要： 【目的】为了优化泄水建筑物的体型与布置方案,探索流场分布与下游河床局部冲刷间的关联性。【方法】结合某大型水电站表、底孔泄洪设施的物理模型实验,基于标准 湍流模型、VOF自由表面捕捉技术,对其联合泄洪三维流场进行数值模拟研究,获得了表孔溢流坝面,底孔及消力池内的流速,水面线,压力等水力特性。通过与水工模型试验结果对比,分析流场结构与下游河道冲刷形态间的关联机制。【结果】结果表明：原设计方案消力池内水流波动大,流场紊乱,出池水流二次跌落大且主流下潜河床,横向扩散不充分。相应的物理模型上,下游发生了严重的冲刷,冲刷最严重的右岸岸坡及表孔左导墙下游,恰好是右岸主流贴岸及左岸回流压迫区。通过改进消力池体型,保留低孔与表孔消力池间施工导流墙等措施,显著改善了消力池及出池流态,出池水流二次跌落减小,下潜程度大为减弱,出池主流水平扩散较为充分,横向挤压等得到充分的抑制。相应地河床冲刷的范围及深度均大为减小,特别是原方案底孔侧对应右岸区域几乎没有发生冲刷。【结论】可见,在局部冲刷模拟还很不成熟的情况下,可以基于流场分析的办法对下游河床冲刷进行趋势性分析,进而指导泄水建筑物的布置与体型优化。     

天桥水电站面流界限水深研究

通过天桥水电站除险加固工程水工模型试验,推导出了面流界限水深理论和经验计算公式,并与前期研究成果进行了对比.分析了面流界限水深的影响因素,发现当鼻坎挑角由0°变化到15°,面流界限水深逐渐降低;在护坦加长和下游水流空间性的双重影响下,面流界限水深值增大;降低河床高程或增大坎高,面流发生范围将会扩大.     

三峡库区四种典型土壤的酸雨临界负荷研究

采用酸滴定法测定了三峡库区四种典型土壤的酸缓冲容量,并用土壤的酸缓冲容量计算了四种土壤对酸雨的临界负荷。结果表明:土壤的pH值和CEC含量越高,盐基离子释放量越大,土壤酸缓冲容量越大;三峡库区四种典型土壤的临界负荷存在明显的差异,临界负荷的大小顺序为:红棕紫泥>红紫泥>灰棕紫泥>黄壤,红棕紫泥土壤对酸敏感程度显著小于其它三种土壤。