巨型浮体闸门的非线性振荡

在模型试验时，发现巨型浮体闸门在非线性约束下有大幅度的谐和振荡。根据浮体闸门的构造特征，建立了单自由度非线性振荡模型。由于闸门的自振周期是水位与垂直开度的函数，非线性约束对自振周期的影响也将是水位与开度的函数。还分析了不同开度情况下非线性约束对自振周期和振幅的影响。     

浮体的非线性辐射效应

本文在空间上应用面源法，在时间域上应用步进法，研究了浮体的非线性辐射效应，本文探讨了：（1）不同形式的辐射条件对非线性辐射问题解的影响；（2）不同距离的辐射面对开边界条件的使用所产生的影响；（3）大振幅的浮体受近运动所产和的非线性效应。     

流激巨型浮体扇形闸门的振荡

水工试验发现,在一定的泄流条件下,巨型浮体扇形闸门产生大幅度谐和振荡。本文通过一分析模型,分析了闸门结构系统垂直振荡与转动振动的自振周期。并在分析动水作用力的基础上,建立了闸门振荡与水面波动的耦合方程。闸门振荡与水面波动形成自激系统,在一定条件下,由于闸门的附加刚度的增大而导致失稳。     

刘家峡水电站溢洪道增设检修闸门设计研究

刘家峡水库联合调度以后,溢洪道堰顶露出的机会很少,溢洪道工作闸门及门槽失去了正常检修的条件。为确保溢洪道工作闸门正常运行,必须增设检修闸门以便对溢洪道工作闸门系统进行全面维护检修。就增设检修闸门的技术方案进行了认真研究,并对浮体检修门的封堵和止水进行了详细论证。     

含入射波时任意三维浮体之全非线性流场模拟

应用DELTA方法之数值模型于仿真分析船舶在有入射波海域航行时的流场，并对该运动所产生的波形加以分析。DELTA方法的特点是将所有奇点布置于计算区域之外，相对于传统做法而言，程式的复杂度减低，运算过程所需的时间亦减少。文中使用造波器来仿真真实海面之波浪情形，来仿真海面的波浪。当三维入射波被导人计算区域之中后，即可以此数值模型仿真船舶航行于类真实海面的情形；最后将船体的波形与相关文献进行比较，其结果是令人满意的。     

泉河杨桥船闸浮体钢闸门的设计

在国内水利工程中,浮体门作为检修闸门被逐步采用。它的特点是通过充水和排水自行沉浮,不需启闭设施,并取消了门槽,改善了水流条件。当建筑物需要检修时,将浮体门拖运到孔口就位,紧靠孔口,充水下沉,即可封口挡水;用后将门体内水抽出,门体即可自动浮起,拖运离开孔口。 在设计浮体钢闸门时,主要计算以下三种情况:①运用时,在水荷载作用下,能满足强度要求;②确定轻载水线位置(吃水深度),求出压载数量;③在拖运和充(排)水过程中,确保门体处于稳定状态。     

深水浮体式检修闸门在刘家峡水电站泄水道检修中的应用

泄水道浮体闸门封堵的技术关键是闸门止水效果,技术难点是平板浮体闸门在水下50多米处的准确就位。本文重点对浮体闸门的结构、水封设计和水下封堵施工做了介绍。     

大型浮体闸门在挡潮闸中的运用研究

首次将大型浮体门应用于挡潮闸中,并将螺旋桨作为挡潮闸启闭闸门的动力系统。为了论证采用螺旋桨驱动大型浮体闸门启闭运行方案的可行性,采用理论计算和模型实验对设计方案进行了分析研究,其研究结果可为大型浮体门的结构设计、螺旋桨动力系统的配置、浮体门操作运行控制等提供理论依据和技术支撑。     

浮体在浅水中运动产生的孤立波

本文对在浅水中以跨临界速度运动的浮体产生的兴波问题作了数值计算，用作者提出的求解浮体波动问题的新方法，将浮体与流体接触的物面作为自由表面处理，使Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程用于此问题的全域直接数值求解，数值结果使我们得到了新颖的浮体运动产生的孤立波解。     

浮体门设计的探索与实践

水电站泄水道破坏修复工程,是一项风险高、难度大、前景广阔的系统工程。刘家峡水电站泄水道2号孔破坏修复的关键,是采用人工深水软导向浮体闸门封堵孔口,形成门后洞内旱地施工条件;龚嘴水电站10号冲砂底孔破坏修复的关键,增设浮体闸门采用自动潜行式浮体闸门封堵孔口,形成门后洞内旱地施工条件;哈萨克斯坦CHARDARA水电站SYNAS项目泄水底孔修复的关键,采用分次降水安装浮体闸门侧支承的方法,挡住引水发电机组的下游尾水,在泄水道进口检修门和流道出口之间形成门旱地施工。此3项泄水道修复工程在行业内没有先例,难度很大。整体方案具有创新性,并且均已高质量竣工并投入正常运行。     

新型疏浚机械承载浮体—异型积木式浮体的开发

在河道和库区的综合治理中,疏浚设备起着重要的作用。当前,新的治理难题是需要我们针对环境苛刻、要求各异的峽谷浅滩,开发出普遍适应的通用型疏浚设备。可见,对疏浚机械的要求越来越高。针对目前疏浚机械难以进入狭窄河谷、急流浅滩等问题,本文提出了“异型积木式浮体”,用来承载疏浚机具或充当驳船。除了承载功能外,还配备有升降作业的简易动力或推近装置,使浅区施工的机械能渡过深水域,或使无法立足水域的机械能在浮体上工作。异型积木式浮体可根据施工地区水域特点及工作需要组装成大小、长短、深浅不同的浮体。因此,采用异型积木式浮体可用较少的投資制成适用范围广泛的疏浚机械设备,对河道及库区的治理有重要意义。     

柔性连接多浮体在不规则波中运动的预报方法

本文介绍了一种频、时域杂交法，用于预报柔性连接多浮体在波浪中的运动。其中采用三维频域法适时求解浮体的水动力系数，在时域内求解浮体的运动方程，可同时求解非线性锚链力、连接器受力和护舷受力。利用本方法预报了柔性连接的“口”字形六浮体系统在波浪中的运动，结果与试验结果具有较好的吻合程度。     

一种简便的弧形闸门开启高度测量方法

弧形闸门在水利工程中广泛应用,但其闸门开度与钢丝绳长度或液压行程呈非线性函数关系,应用中需要进行函数拟合标定,本文通过对弧形闸门运行原理进行分析研究,介绍一种在弧形闸门开度标定过程中基于连通管原理和液体压强原理测量闸门开启高度的简便方法。     

大跨度浮体门动力稳定及流激振动试验研究

随着我国水闸工程的不断兴建,超大尺寸的泄水闸不断涌现。巨型浮体门也开始应用于超大跨度闸孔的挡泄水运行。由于该型闸门采用浮箱单侧立轴平面旋转型门型,其运行特征与常规直升式或上翻式弧形闸门不同,且需在动水中启闭运行,存在水动力作用和水位雍高等带来的门体振荡、动力稳定等一系列技术难点,因此通过特制的 1∶25水弹性振动模型考查不同下泄流量及不同启闭速度下浮体门的振动和稳定性特征。通过闸门结构的水力结构特征试验,系统进行闸门启闭运行的稳定性和安全性研究,获得大闸孔闸门结构在特定条件下的振动加速度、振动位移、刚体晃动量以及闸门支铰力、支铰立轴动态位移等动力参数。揭示浮体门闭门过程中动水流速和自动闭门关系,提出避免出现闸墩碰撞,启闭门钢丝绳全程受力控制等措施。获得了需要严格控制闸孔下泄水流流速流量、降低闸门启闭速度,确保浮体门运行安全性的基本结论。该项研究成果为类似大型泄（挡）水闸工程设计建设提供了参考依据。     

计及时变系统完整非线性的振荡模式分析

提出评估非自治非线性因素对振荡行为影响程度的指标。其绝对值在定常的线性模型下严格为0，并随着时变性或非线性影响的增强而增加。据此，可量化地比较不同因素的影响。受扰轨迹完整地反映了时滞环节及离散控制等本质非线性因素和时变因素对系统动态行为的影响。采用小波脊方法估算受扰轨迹在适当宽度的时间窗口内的振荡模式，并随着窗口的滑动得到振荡模式的时间序列。用该序列可以量化非自治非线性振荡的特性，并指导对大振幅低频振荡的分析与控制。仿真发现，即使是3机9节点的小系统，其动态行为也可能不同于平衡点特征根的描述，而平衡点特征根甚至可能丢掉最危险的非线性模式。     

二维浮体的低频作用力

本文用缓慢调制的Stokes波模拟入射波群,并采用多重尺度方法研究了波群对二维浮体的低频绕射问题,得到了一阶和二阶纸频绕射势,求得了相应的低频作用力,证明了由一阶低频绕射势所产生的二阶低频力垂直于静止自由表面,它与入射波包络波幅的平方以及浮体水线面的宽度成正比,而与浮体具体形状无关,低频绕射所产生的水平力来源于二阶低频绕射势,通过求解两个线性边值问题就可以计算它。     

新型浮体闸的稳定性分析

本文提出的新型浮体闸突破了传统浮箱式闸门只能在静水中施工和运用的限制,易于安装和制作,便于浮运和维修。文中根据系统受力平衡原理,详细分析了浮体闸在静水和动水中的稳定性及其影响因素,推导出浮体闸的沉浮稳定性计算公式。同时根据移重法改进了测定浮体闸重心高度的计算公式,通过试验验证了计算公式的正确性。此外,根据浮体闸最不利运行工况反向力偶矩的测定,提出了浮体闸在动水中的沉浮稳定性条件,并提出了在动水中增加稳定性的措施。     

浮体闸技术的发展与推广应用

1浮体闸发展概况浮体闸是利用水力学原理和新结构、新材料、新工艺而组合设计的水力自动闸门．1968年9月河南省临颖县水利局建成第一座黄龙渠浮体闸（8m×2m）．随后，于1970年建成大廓浮体闸（26．5m×4．5m），1971年作为技术革新成果在秋季的广州交易会上展出，并印发了简要的技术说明，这标志着第一代浮体闸的诞生（参见图1）．因此，浮体闸在全国各地兴建，先后建成23座不同规模的浮体闸．接着于1973年1月水利电力出版社出版了《浮体闸》一书，使浮体闸在全国各地得到更大的推广应用．据不完全的统计，全国已建浮体闸约50座．1972年初…