粘弹可瘪管的位移振荡研究

本文建立了研究粘弹性可瘪管脉动流位移振荡的实验和理论模型，归结出了管壁位移振荡的控制方程，并应用摄动方法求出问题的摄动解。文章最后还给出了粘弹可瘪管位移振荡发生的判别准则和三种不同流动状态区域，并讨论了来流速度和管壁粘性等参数对这些区域的影响情况。     

弹性管中流体的孤立波解

本文研究弹性管中的流体非线性波问题。在弹性圆管壁和无粘流体的假设下,推导了非线性波方程,并求出了单向孤立波解。     

有限单元法和弹性中心法在坝后背管结构设计中的应用比较

结合三峡水电站工程实际,采用有限元软件ABAQUS对坝后背管结构进行了平面非线性有限元计算,并将结果与模型试验、结构力学弹性中心法成果比较,研究了结构力学弹性中心法在坝后背管设计中的适用性。研究结果表明,有限元方法能更好地反映管道结构裂缝开展、钢衬和钢筋应力分布规律,而结构力学弹性中心法计算得到的外圈钢筋应力偏大,不仅难适用于全背式背管,对浅槽式背管的计算误差更大。浅槽式背管由于两侧坝体混凝土对管道的约束作用,不仅可提高初裂荷载,减小裂缝处钢衬和钢筋应力和裂缝宽度,而且与全背式背管相比对管道抗震更有利。     

某高水头电站地下埋藏式钢岔管体型结构优化

受复杂水文地质条件影响,地下埋藏式钢岔管体型结构设计难度较大。根据某高水头抽水蓄能电站实际地质资料及岔管体型参数,采用有限元计算方法研究不同管壁厚度及不同月牙肋肋宽比方案钢岔管应力分布情况。结果表明,管壁及月牙肋厚度不变的情况下,适当加大月牙肋肋宽比,可显著降低月牙肋应力,同时钢管管壁应力也有所降低。在月牙肋厚度及肋宽比不变的情况下,管壁及月牙肋应力均随着管壁厚度加大而降低,但幅值较加大肋宽比方案小。     

矩形管渠中的边界切应力

边界切应力横向分布方程的建立，源自于仅包括次生雷诺应力项的简化河流涡度方程，方程应用一个通用函数模拟横向的不均匀性。通过动量传递模型，考虑了二次流对边界切应力的影响。根据这些分析，提出了描述横向边界切应力分布的经验公式，应用方形管道中切应力的实测数据量化经验公式中的一些系数。     

混凝土坝温控因素敏感分析及其在多维空间的凝聚方程

采用全过程仿真粘弹性空间有限单元法，对9种温控因素进行了敏感分析，得出温控因素变化浇筑块强约束区中心最高温度、最大基础温差和最大拉应力的影响。在敏感分析的基础上，采用回归分析和拉格郎日插值方法在温控因素多维空间建立了凝聚方程，利用凝聚方程可计算任意施工条件下的最大基础温差和最大拉应力。     

单边突扩浅水回流水流结构研究

试验资料表明,回流段流速及底部切应力横向分布沿流向呈自相似性。根据相似原理,水深平均方程可化为常微分方程,经求解获得了无量纲速度剖面公式。验证表阴,速度剖面公式不仅适用于垂线平均流速剖面,而且也适用于沿水深各流层速度剖面。利用速度剖面公式计算的垂线平均流速场与实测值符合较好。拟合了无量纲切应力剖面公式,探讨了主回流区阻力分布规律。 此外,还分析了影响回流长度的因素,建立了回流长度经验公式。     

血管局部扩张对血液流动的影响

本文利用Fung的应力－生长定律，导得血管局部扩张发展规律的基本关系。接着，通过求解局部扩张血管段内的血液流动方程；导得血液流速、压力和血管壁切应力的分析表达式。详细讨论局部扩张对流速、压力和切应力的可能影响。指出局部扩张将引起局部扩张段内管壁切应力的非均匀分布，并可能因此促使血管壁的进一步扩张。本文结果对于分析血管局部扩张与所处的血液动力学环境之间的定量关系有重要的帮助。     

确定混凝土坝浇筑温度的三维仿真数值方法

采用全过程仿真粘弹性空间有限单元法，首先对混凝土坝温控因素进行敏感分析，得出温控因素变化对强约束区浇筑块中心最大拉应力的影响，在敏感分析的基础上，以混凝土许可拉应力作为约束条件，采用回归分析和拉格郎日插值方法，以温控因素多维空间建立浇筑温度优化方程，利用优化方程可计算大坝任意具体施工条件下的浇筑温度。     

三维光弹性内部应力分析的研究

三维光弹性内部应力分析方法有多种,目前广泛采用的经典方法为切力差法.1980年Boris M.Barishpolsky提出实验与数值解联合求解的方法,国内也曾有人提出建立新的补充方程,以及用全息光弹性方法来建立补充方程.本文在前人研究的基础上,提出了一组方程做为补充方程,其目的是充分发挥光弹性实验和数值计算方法中各自的长处,将两者结合起来,进行三维应力问题求解.     

高压水射流除垢机理研究

本文根据流体力学的基本方程－积分形式的能量方程、连续性方程和动量方程，推导出高压水射流作用在管壁污垢上的应力计算公式，从理论上分析了高压水射流除垢机理，提出了根据不同管垢的耐压强度极限应力设计喷嘴结构及射流压力选择的理论方法，对现场应用具有重要指导意义，本文所述理论方法及计算公式未见有公开文献报道。     

用岩芯的滞弹性应变恢复测量三维地应力

本次研究的目的在于开发更为可靠的滞弹性应变恢复新方法,从而能利用钻孔岩芯测量深孔三维地应力。为此,首先对 Ogino 凝灰岩进行了室内单轴、三轴和水压法试验,了解滞弹性应变恢复柔度对作用应力的依次关系,结果表明:剪切变形型的滞弹性应变恢复柔度随平均应力的增加而增大;相反地,体积变形型的却随平均应力增加而减小。其次,导出了在一般三维应力状态下各向同性,线粘弹性材料的滞弹性应变恢复的基本方程,提出了通过测量六个独立的滞弹性法向应变确定三维地应力的方法。     

基于有限单元法的地下埋管结构的受力分析

针对传统的设计方法由于未考虑地下埋管、填土和地基的共同作用,计算结果与实际情况可能有较大出入的问题,以上埋式管道为例,根据弹性力学有限元法,建立刚性基础的地下埋管结构计算模型,并结合工程算例进行应力分析,指出地下埋管在各种荷栽组合下应取管顶、管侧和管底作为管壁应力的控制截面,这样有利于埋管的结构分析与配筋计算。     

铅厂电站碾压混凝土重力坝粘弹性有限元分析

碾压混凝土重力坝由于其筑坝技术的特殊性,坝身存在为数众多的水平施工层面,坝体整体性被削弱,产生明显的各向异性和粘弹性特征,影响大坝的安全性。分别采用三维线弹性有限元、弹塑性有限元和粘弹性有限元法,对铅厂电站碾压混凝土重力坝典型坝段的静力特性和运行期坝体粘弹性特征进行分析。3种不同的有限元分析结果表明,粘弹性分析的应力数值同线弹性分析结果较为相近,较弹塑性结果稍大;位移较线弹性及弹塑性分析的结果更大,同时,粘弹性导致后期变形。因此,这种由于坝体材料粘弹性特性引起的位移持续增长的现象应该得到足够的重视。     

基于不同围岩特性的月牙肋钢岔管联合承载研究

月牙肋岔管和围岩的联合承载比例与结构的受力有密切关系,围岩弹性抗力系数K是影响其联合承载的重要因素。为研究与围岩联合承载状态下岔管的复杂应力分布规律,以某抽水蓄能电站为例,建立三维月牙肋钢岔管数值仿真模型,考虑定常间隙值的影响,研究不同K值对钢衬应力、围岩应力、接触滑移状态及联合承载比的影响。结果表明:岔管钢衬与围岩存在一定间隙的情况下,合理的围岩弹性抗力系数对于改善管壳应力分布和变形有着良好的作用,选择0.5 N/mm³作为钢岔管的临界围岩弹性抗力系数,既可充分利用钢岔管的材料强度,又能发挥围岩联合承载能力。     

坝后背管运行期温度应力分析

采用ANSYS软件,针对黄河李家峡水电站坝后背管,计算分析运行期冬、夏2个特殊阶段管壁内外温降、温升作用下的温度场和温度应力,以及温度场和内水压力叠加产生的应力。夏季管腰环向温度应力反映出从内壁到外壁、由受拉到受压的变化规律;冬季管腰环向温度应力反映出从内壁到外壁、由受压到受拉的变化规律。冬夏不同的温度梯度产生的拉压应力变化使背管混凝土裂缝处于闭合、张开的交替状态,会使裂缝的分布规律与纯粹的简支梁受弯构件的裂缝分布有所不同。     

新疆某电站卜型钢岔管三维有限元优化分析

为确定新疆某水电站卜型钢岔管体型结构,根据规范初步拟定钢岔管基本体型,将钢岔管离散后通过有限元法对钢岔管公切球半径进行优化分析,最终确定了该水电站卜型钢岔管结构体型。实践证明:通过有限元法确定三维钢岔管管壁应力从而得到最优体型,其优化方法快捷、简便、效率高,可供肋钢岔管优化设计借鉴。     

三维明渠流动数值模型

本文对经典的SIMPLE方法进行了改进,在模拟具有自由表面的湍流问题时,摒弃了对自由表面常作的“刚盖”假定。通过求解k-ε模式闭合的三维雷诺方程及自由表面运动方程,得到了渠道槽沟区水流速度、涡粘性系数、湍流切应力、湍动能的分布规律和自由水面位置的变化规律,计算结果与实测值十分吻合。     

地下球型洞室温度荷载与均匀内水压力联合作用下的应力计算

给出了对流换热边界条件下的地下球型洞室温度分布规律，采用弹性理论多层厚壁球壳接触问题模型，建立了温度荷载与均匀内水压力联合作用下的地下球型洞室应力计算方法，导出了砼衬砌弹性温度自生应力σr^h、σθ^h和弹性约束应力σr^h、σθ^h的精确解计算公式，用算例介绍了具体计算步骤。     

非Newton流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的速度分布

本文建立了双极坐标系下非Newton流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的控制方程；并以HPAM水溶液为例，用有限差分法对控制方程进行了数值求解，绘制了这种流动的速度分布曲线；分析了环空内外管的偏心距、环空内管的冲程和冲次对流体在偏心环空中速度分布的影响。分析结果表明：随着环空偏心距减小，最宽和最窄间隙处的流体速度分布越来越接近；随着环空内管的冲程和冲次的增加，环空内管的轴向往复运动对流体速度分布的扰动增大。