基于速度势法的水电站进水塔弯曲自由振动解析解

介绍了基于速度势解析算法求解水电站进水塔在水中弯曲自由振动的方法。分析进水塔的主要受力特点,为引入流体速度势解析算法对结构进行简化和假设。以分布参数梁体系推导得到无水时进水塔弯曲自由振动频率方程,根据速度势拉普拉斯方程确定了所求解问题的边界条件,通过内外水压力表达式建立进水塔的弯曲自由振动方程。推导振动方程得到频率方程,经过数学软件编程求解,最终可得到结构振型和频率。推导过程表明流体速度势法是将水体转化成与塔体振型相关的质量附加于结构,从而影响结构的振动。与数值方法对比和探讨,分析了两者异同,提出本文方法适用范围。结果表明,本文解法可以引入内外含水矩形横截面进水塔的弯曲自由振动问题的求解,为下一步进水塔地震响应分析提供一种新的思路。     

基于多时间尺度法的桩基轴向振动分析研究

假定桩基及桩周土的材料满足粘弹性本构关系,导出了分析粘弹性桩基轴向振动的偏微分方程。在桩基和土的粘性都比较弱的情况下,用四阶多时间尺度方法求解了边界条件为一端固定、另一端自由的粘弹性桩基轴向自由振动的 n 阶固有频率和振动位移的近似表达式,得到： n 阶固有频率是粘弹性阻尼、阶数 n 和桩周土刚度系数的函数;位移与初始位移、相位、固有频率、时间、桩身位置、阻尼系数等有关;将四阶多时间尺度近似解与精确解进行了对比发现,当阻尼比小于 0.76 时,四阶多时间尺度解与精确解误差很小（小于3%）,因此,只要使用较高的阶数,在较低的阻尼比情况下,用多时间尺度法求得的近似解与精确解误差不大,可以用于分析粘弹性桩基轴向振动。     

基于复模态法的粘弹性基桩横向振动研究

 假定基桩及桩周土材料满足非线性弹性和线性粘弹性本构关系,导出了分析基桩线性横向振动的非线性偏微分方程。在假设基桩和土的非线性比较弱的情况下,忽略非线性因素影响,用复模态法得到了一端铰支、另一端轴向自由横向铰支的端部条件下方程的解析解,并给出了数值算例,考察了参数的影响。结果表明：粘性系统的频率随着桩周土刚度增大而非线性增大,随着桩顶静载荷的增大而减少,静止桩是振动桩的一种特殊形式,桩周土的存在大大增加了基桩的承载力,土抗力调整系数对基桩承载力的影响也较大,硬土比软土更能提高基桩的承载力。     

关于考虑弯曲刚度的斜索面内自由振动解的注记

对索的准确模拟应考虑弯曲刚度的影响.关于考虑弯曲刚度的斜索面内自由振动 ,目前只有两端铰接边界条件下的解析解 ,这与实际拉索的边界条件不相符.在已有研究基础上 ,对考虑弯曲刚度的斜索面内自由振动解析解在中点割线坐标系下进行了推导 ,补充了两端固接条件下的解.分析结果表明斜索无Crossover现象 ,其振型为非对称 ,考虑弯曲刚度的频率要大于不考虑弯曲刚度的频率 ,两端固接频率大于两端铰接频率.通过对比认为考虑弯曲刚度影响在某些情况下是必要的 ;应该考虑不同边界条件的影响 ;由于理想边界的上下界性质 ,利用文中结果可以对实际情况进行估计和近似.     

圆柱壳自由振动的无网格方法

用无网格法研究圆柱壳的自由振动问题.从移动最小二乘法和弹性系统Hamilton原理出发,建立了圆柱壳自由振动的特征方程,并编制了相应的计算程序.计算结果表明,该方法在解决壳体结构动力问题中是可行的.     

考虑预应力效应的曲梁面内振动特性研究

为了研究预应力对曲梁面内振动特性的影响,以自由振动状态下的曲梁微段为研究对象,考虑预应力对曲梁刚度的影响,推导了曲梁的面内振动偏微分方程,对方程进行求解并推求了简支曲梁面内振动一、二阶频率计算公式,算例分析结果表明所提计算公式正确.     

考虑弯曲刚度的悬索自由振动解析解

对索的准确模拟应考虑弯曲刚度影响。已有的考虑弯曲刚度的悬索自由振动解析解均以抛物线为索静力构形,且仅考虑了两端铰接或是两端固接条件。对此,以更准确的悬链线为索构形,分别考虑两种边界条件推导了水平悬索的固有振动解析解,修正了已有文献中的不当之处。对比讨论认为,不同边界条件对结果的影响明显,悬链线解与抛物线解相差不大。结果表明,应考虑不同边界条件的影响,并可将结果作为实际情况的上下界,实用时可采用抛物线解。该解可作为现有理论的一个补充。更多还原     

基于振动法的岩块纵波波速测试

评价岩体完整性的定量指标K_v取决于岩体与岩块的纵波波速,因此准确地测得岩块纵波波速是评价岩体完整性的关键环节之一。提出了利用振动法测量岩块纵波波速即利用布设在岩块两端横截面中心的两个振动加速度传感器采集振动信号,通过互相关函数计算到时差,从而求得纵波波速。通过振动法和超声波法对不同岩性、尺寸、风化程度的8个岩块进行波速测试,分析了各因素对岩块纵波波速测试结果的影响。结果表明:振动法与超声波法测得的岩块纵波波速最大相对误差为-8.57%。采用振动法测试岩块纵波波速能有效减少频散效应对波速的影响,提高了测试精度。     

圆形管道内自由旋流衰减的理论分析

本文提出了光滑管内湍流自由旋流旋流数ＳＷ沿轴向衰减规律的近似解。Ｓｗ的衰减与雷诺数Ｒｅ有关，Ｒｅ越小，其衰减的速度越快。增加Ｒｅ可延缓Ｓｗ的衰减。     

贮液容器水弹振动分析的双协调法

导出了水弹振动对称形式的支配方程,借助Guyan缩聚和模综术来减小方程的规模,利用单协调和双协调法分别计算了贮液容器的耦振主模态,与试验结果的良好一致性表明本方法是行之有效的。     

基于自动微分技术的内点法最优潮流算法

讨论了一种基于自动微分（AD）技术的内点法最优潮流（OPF）算法。与已有的基于AD技术的OPF算法相比,该算法使用高效的基于操作符重载的AD工具,充分利用直角坐标下雅可比矩阵和海森矩阵的大部分元素是常数的特点,加入了识别上述矩阵中不变元素的功能,避免了重复计算。对一组大规模算例的测试分析表明,该算法在保持代码可维护性、灵活性的同时,计算速度接近手动编程,表明AD技术在电力系统OPF中具有取代传统手动编程的潜力。     

基于混沌理论的弧形闸门面板振动特性研究

为了研究弧形闸门面板的振动特性,采用混沌理论,通过对时间序列进行处理,确定延迟时间τ、嵌入维数m,进行相空间重构,并计算时间序列的混沌特征值,进而对弧形闸门在启闭过程中面板振动的复杂性进行研究。以大石峡水电站弧形闸门面板的振动为研究对象,根据面板脉动压强模型试验资料,分析弧形闸门面板在不同开度、不同水位的振动情况。结果表明:弧形闸门面板在高水位时的振动复杂程度高,且其底缘的振动情况较其他位置更复杂;在小开度时弧形闸门面板的振动复杂程度减弱,线性相关性高,非线性振动建模计算可由较少独立变量进行控制。     

弧形闸门流激振动的物模-数模预报

介绍了弧形闸门流激振动的物模一数模预报方法,即用重力相似的水力模型测定与有限元计算相应的各面板单元上的脉动压力,再用有限元动力计算确定结构响应;应用复变函数理论确定了弧门径向运动时的水体附加质量分布,给出了相应的经验表达式;用物模一数模方法预报了作用在石佛寺水库弧形闸门上的面脉动压力及弧门振动特性。     

圆形管道内自由旋流衰减的理论分析

本文提出了光滑管内湍充自由旋流旋流数Ｓω沿轴向衰减规律的近似解析。Ｓω的衰减与雷诺数Ｒｅ有关，Ｒｅ越小，其衰减的速度越快。增加Ｒｅ可延缓Ｓω的衰减。     

流激振动对弧形闸门启闭力的影响

为探究流激振动对弧形闸门启闭力的影响,基于玛尔挡泄洪放空洞数值模型,对弧形工作闸门进行流固耦合分析,结果表明引起闸门振动的激振力和由闸门振动位移造成的摩擦系数和摩擦力臂的变化是影响启闭力的主要因素.在此基础上对闸门振动体系进行简化,以振动理论为基础,推导出振动过程中的闸门面板压力以及振动位移变化关系式,在考虑对摩擦系数...     

基于VOF 法的碾压混凝土坝自由渗流场数值模拟

碾压混凝土坝渗流属于有浸润面的自由渗流,如何准确地确定浸润面位置是自由渗流场分析的关键及难点。同时,目前大坝渗流研究中多对地质条件、坝体细节以及排水孔进行较大程度的简化处理。针对上述问题,本文建立了包含不同地层、不良地质体、帷幕、排水孔以及坝体的碾压混凝土坝三维统一模型,采用耦合VOF法的三维非稳态水气两相流渗流模型,实现了对碾压混凝土坝复杂自由渗流场的数值模拟。运用该模型模拟某水电站碾压混凝土坝段正常蓄水位下的渗流场,结果表明:防渗帷幕和排水孔能够有效地改善渗流场分布,渗流控制作用明显;上游帷幕处的水力梯度最大值达到32.64,可能会对帷幕造成破坏,应引起足够重视。最后将现场监测点水头和排水孔出水量的模拟值与现场实测值进行对比,平均误差分别为1.57%和8.70%,模拟值与现场实测值基本吻合,验证了该模型的可靠性。     

董箐水电站三斜支臂弧形闸门三维有限元分析

通过CATIA平台对董箐水电站溢洪道三斜支臂弧形工作闸门进行三维线弹性有限元分析,计算弧形闸门在正常挡水工况下的静应力、位移和稳定性,以及闸门在自由状态下的动态特性,得出了以下结论：正常挡水工况下闸门受力较小;各阶模态的屈曲系数均远大于1,稳定性很好,支臂的稳定性相对而言是薄弱环节;闸门在自由状态下,1～10阶振动的频率在0～5Hz范围内,闸门的上支臂抗震性能相对较弱。     

基于水工闸门流激振动的分析

水工建筑物比较关键的结构之一就是钢闸门,由于钢闸门激流振动而造成的事故是近年来闸门失事的主要原因。分析了闸门振动的原理及特点,根据闸门振动的特点,提出具体的处理方案,减少因闸门振动而带来的损失。     

基于非线性振动的水轮发电机组振动噪声分析

以混流式水轮发电机组为研究对象,针对轴系存在横振和扭振的情形,应用有限元法建立水轮发电机组主轴系统的非线性动力学方程,利用多尺度法分析水轮发电机组主轴系统的非线性振动特性并计算主轴系统振动速度的1阶近似解,采用声学理论构建由混流式水轮发电机组轴系和周围空气所组成的声学系统的离散化方程,揭示机组振动噪声与其非线性振动间的内在关系,为混流式水轮发电机组振动噪声的控制提供一定的理论依据。     

振动水冲法对地震区坝基的加固

振动水冲法是采用机械高压水力冲填，在砂土地基中造成强烈的振动，迫使坝基先行受到振动而加密，当再受到地震时，坝体不会受到较大的沉陷，孔隙水压力升高也会得到限制，起到提高坝基和砂壳的抗液化能力与承载力。