河床式水电站厂房结构的地震响应分析方法研究

以某河床式水电站工程为例,在分析厂房整体结构特点的基础上,建立了三维有限元模型,并应用《水工建筑物抗震设计规范》(DL 5037-2000)和《欧洲结构抗震设计规范》(Eurocode 8)中三种不同的反应谱,进行了河床式水电站厂房结构的地震响应分析。将设计反应谱转换成20s的人造地震波,通过时程分析,对反应谱分析得到的结构应力和位移状况进行验证对比,讨论在规范规定的不同反应谱分析方法下河床式水电站厂房结构地震响应的异同。期待研究成果可以为我国抗震规范的修订提供部分借鉴。     

多孔并联分段低压输水系统的水力特性和控制

在详细分析多孔并联分段低压输水系统水力特性的基础上，建立了这一输水系统的非恒定流控制方程以及关闸和不关闸条件下的保水堰边界条件。应用所建立的数学模型对南水北调天津干线工程进行了数值模拟计算，得到了运行工况和检修工况下该输水系统的水力特性以及并联空间连通性对水力特性的影响，并提出相应的控制措施。本文还针对输水系统的水力特性，对单联分段低压输水单元的水力振荡方程进行了修正，推导出多孔并联分段输水单元的水流振荡方程和连通式保水堰自由水面的固有振荡频率公式，提出了消除水力共振、缓解输水单元水力振荡的控制条件，为工程设计和运行管理提供技术依据。     

糯扎渡水电站溢洪道泄槽流激振动试验研究

通过水弹性模型试验,研究糯扎渡水电站溢洪道泄槽隔墙通过宽大的F1和F3断层时的流激动力响应,并对其安全性进行评估。试验结果表明,糯扎渡水电站溢洪道泄槽隔墙模型实测基频分别为9.86Hz(干模态)及9.28Hz(湿模态),隔墙顶部最大泄洪振动响应发生在低泄量工况,其动位移均方根值达105.5μm。根据Meister感觉曲线可知,处于微有感觉或相当有感觉状况。隔墙的最大动应力振幅(3σ)为0.141MPa,可以认为隔墙在溢洪道正常泄洪时不会发生疲劳破坏。     

输水建筑物安全运行的模糊综合评价

输水建筑物的安全运行是保证引水工程能发挥其工程效益的基本前提。通过从安全监测仪器获得的定量数据与定性的日常运行管理两个方面对输水建筑物进行安全评估,将定量与定性两类指标纳入到评价系统中,完善安全评价体系,提高输水建筑物的安全度。而且基于多层次模糊综合评价方法的采用保证了定量计算的精确性、定性判断的科学性,又保证了定性与定量指标综合评价的统一性,使输水建筑物安全运行的模糊综合评价更具客观性、可信性。     

基于小波分解的日径流逐步回归预测模型

本文以预测水文站的上游水文站的日径流序列为依据,利用小波分解和重构得到预测水文站及上游水文站的日径流序列在1~4尺度下的概貌分量,然后以各站的原始径流序列及其在不同尺度下的概貌分量为候选预报因子,建立了径流逐步回归多步预测模型。计算实例表明,由于引入了上游水文站的径流序列并提取了各站径流序列的不同尺度下的概貌分量,本文提出的基于小波分解的日径流逐步回归预测模型的预测精度高于小波网络模型和多元自回归模型,能对非凌汛期未来1~3d以及凌汛期1~7d的日均流量进行预测,可为制定水电站未来的发电计划提供科学的依据。     

地震作用下渗流边坡的动力响应耦合分析

运用有限差分软件FLAC3D,建立某一赋含地下水的顺层岩质边坡三维模型,基于Finn动孔压增长模型,对边坡在地震作用下的加速度响应规律作了流固耦合分析,并就地下水对边坡塑性区分布的影响作了简要分析。数值计算结果表明:含地下水边坡的地震动峰值加速度PGA放大系数和坡顶加速度均大于无水边坡,地下水位升高时,PGA放大系数和坡顶加速度呈波动变化,当边坡土体处于完全饱和状态时,两者均明显增大;坡脚加速度随水位变化也呈波动状态,当边坡土体处于完全饱和状态时,同样明显增大;含地下水边坡的PGA放大系数等值线比不含地下水时的曲线分布更为杂乱,规律性较差,但仍具有明显的加速度垂直放大效应和临空面放大效应;表面风化层的塑性区随水位升高,其拉剪共同作用破坏单元逐渐增加,表面边坡的破坏效应逐渐增大。综合加速度、坡顶位移和塑性区分布来看,地下水对地震作用下顺层岩质边坡的稳定不利。     

明渠—结合池—暗管输水系统水力瞬变过程计算

分析了用Priessmann方法计算明渠—结合池—暗管结构的过渡过程的特点，给出了用明渠特征线方法算有压流的基本方程和建模过程。详细地分析了明渠—结合池—暗管结构在过渡过程计算中的边界条件。在编制程序对某具体的工程进行计算之后，指出了Priessmann法应用于明渠—结合池—暗管结构水力瞬变计算所应注意的问题，并对这些问题提出了相应的处理方法。     

推进波作用下的底泥起动

在介绍推进波作用下底泥起动特点的基础上，将上层水体作为粘性流体，底泥作为粘弹性体，推导了推进波作用下泥床面剪应力的表达式，并根据试验结果，给出了推进波作用下底泥起动时的床面剪应力与底泥流变参数的关系。     

并联输水箱涵检修操作过程中的水力仿真及瞬变控制

长距离输水箱涵在检修操作过程中常会出现剧烈的水力皮动,检修井后接的箱涵往往出现局部脱空的情况.本文通过建立长距离并联输水箱涵单孔检修的非恒定流数学模型,对检修操作过程中的水力过渡过程进行了模拟.在对检修操作时通过检修闸的流量过程线进行分析的基础上,对检修闸分两段关闭的操作方式进行了优化.并针对工程的实际条件,提出通过在检修井后设置补水孔,利用非检修箱涵向检修箱涵补水,对并联输水箱涵单孔检修所引发的瞬变流进行控制,最后在水力仿真的基础上对补水孔的面积进行了优化.     

海上风电筒型基础结构体系阻尼特性研究

针对某筒型基础海上风电结构,基于实测振动响应数据,采用随机子空间法对所测海上风电结构的阻尼进行识别,研究海上风电筒型基础结构在停机及运行状态下阻尼的变化规律。结果表明：在停机状态下,海上风电筒型基础结构的顺风向阻尼和横风向阻尼均随外界风速的增大呈增长趋势,两者的平均值分别为0.952%和0.973%;当风电机组处于运行状态时,顺风向运行阻尼随外界风速的增大呈增长趋势,阻尼平均值在3.87%~5.28%之间变化,而对于横风向运行阻尼,其变化趋势受外界因素的影响较小,阻尼平均值在整个风速范围内在1.74%~3.37%之间变化,横风向运行阻尼小于顺风向运行阻尼。