数字孪生长距离引水工程检修排水及充水历时的确定

长距离有压重力流引水工程单管输水,其检修排水及充水所需要的时间是检修期间工程停供水后的应急供水调度计划决策的依据。长距离引水工程检修排水及充水历时受到上游水库水位、检修闸门或阀门的过流特性、管道糙率、满流波速等诸多因素影响。为了及时准确地确定检修排水及充水历时,可以基于数字孪生长距离引水工程进行研究。以某长距离引水工程为例,根据监控系统提供的库水位、测压点压力等实时采集值,进行虚实数据交互,确定数字模型参数,使得数字模型逼近物理实体,建立物理实体的数字孪生体。采用一维水动力学模型对检修排水过程和检修完成后的充水过程进行数值计算,排水过程圣维南控制方程以水位和流量为变量,而充水过程则以水深和流量为变量。软件界面采用Java编程,后台数值模拟部分采用Python编程语言。

基于BPNN-GA的泵站前池整流底坎参数优化

为了减少泵站进水结构内的不良流态,提高泵组运行效率,该研究基于计算流体动力学以及BPNN-GA(back propagation neural network-genetic algorithm)算法对泵站前池内底坎的结构设计参数进行优化。为便于计算遗传算法的适应度,在轴向流速分布均匀度和速度加权平均角基础上提出了前池水流流态的综合评价指标F。以综合评价指标F为目标参量,通过遗传算法优化训练好的BPNN模型,得出最优底坎结构设计参数,并同正交试验设计的最优方案的数值模拟结构对比分析。研究结果表明,在1、2、4号水泵机组运行情况下,相比于正交试验设计的最优方案泵站前池水流流态,1号水泵进水流道的轴向流速分布均匀度提高了16.58个百分点,速度加权平均角增加了4.66°;2号水泵进水流道的轴向流速分布均匀度提高了0.49个百分点,速度加权平均角下降了2.81°;4号水泵进水流道的轴向流速分布均匀度提高了8个百分点,速度加权平均角增加了7.81°,综合评价指标F为1.16,表明前池流态得到较大幅度的提高。基于BPNN-GA算法对泵站前池整流底坎参数进行优化,克服传统方法陷入局部最优的缺陷,可在满足设计要求的范围内选出当轴向流速分布均匀度和速度加权平均角最优时的底坎设计参数,为计算智能在泵站优化水力设计方面提供参考。

基于3S技术的海岸线测量与管理应用研究

该文针对我国海岸线管理的诸多问题,阐述了准确掌握海岸线基础数据,实时动态更新海岸线变化数据,建立海岸线管理基础信息系统的重要性与必要性,分析了3S技术在海岸线测量与管理中的适宜性及其在海岸线测量中的具体应用,通过信标差分GPS、RTK定位系统,采用TM遥感数据进行海岸线测量的精度比较分析与评估,确认了TM遥感影像进行人工海岸线测量精度的可靠性,提出海岸线研究应关注的问题。

围填海适宜性评估方法研究

从海岸的自然条件、海洋生态、开发利用现状、灾害地质、社会经济等因素分析、评价、筛选海岸围填海适宜性的评价因子,以辽宁省为案例,对建立的评价指标体系进行了实证研究,对验证结果进行了分析。据此为围填海的规划、管理探讨有效理论与技术方法。

我国围填海的生态环境问题及监管建议

长期大规模围填海引发了日益严重的生态环境问题。本文分析了当前我国围填海存在的大量闲置面积亟待消化、叠加累积生态环境问题突出、重化工产业环境风险高、重要海洋生态空间被侵占、违法违规与闲置围填海处置存在"急功近利"倾向以及生态修复基础薄弱等问题。并就加强围填海监管,提出了加强生态环境影响审查、严格环境准入、严格围填海处置清退、拓展海洋生态空间、加强海洋生态环境监测与风险评估、推进生态损害赔偿与生态修复、加强监督与宣传等建议。

泵站前池导流板整流措施数值模拟研究

针对前池流场是具有强紊动的自由表面流动的特点,CFD数学模型应用VOF方法,采用Realizablek-ε的紊流模型。以导流板设置位置、倾斜角度与板下悬空高度为因子拟定多个数值试验工况,通过数值模拟分析比较整流效果,给出了较合理优化的导流板布置方案。

城市排污泵站虹吸式出水管水力瞬变过程现场试验分析

虹吸式出水管(出水流道)在城市排水工程中应用不多,随着城市的发展,一些大中型排污泵站设计采用了虹吸管真空破坏断流方式。在上海市某排污泵站虹吸式出水管水力瞬变过程现场试验基础上,对虹吸管的工作性能进行分析评价,大中型城市排污导叶式混流泵站采用虹吸管真空破坏断流形式完全可行,经济合理,检修、维护方便。

基于Brusselator模型的企业网络管理熵研究

企业网络成为当今企业的客观存在方式,随着环境的变迁,其面对的不确定性日益增加。鉴于管理熵是衡量企业网络不确定性的有效量度,以社会学和管理学的相关研究为基础,建立了企业网络管理熵评价指标体系,确定了管理熵中的相关变量。根据管理熵理论明确了企业网络管理熵的计算过程,在此基础上通过Brusselator模型转义进行企业网络耗散结构的评判,从而便于企业网络的优化。最后以某旅游企业为研究对象,通过问卷调查获取了相关初始数据,进行了企业网络管理熵的基于Brusselator模型的实证分析,证实了这一逻辑思路的可行性。

空气罐水锤防护的并联泵系统水力振动分析

针对常见的以空气罐为水锤防护装置的并联泵系统,建立了进、出水池间的传递矩阵,用迭代法对复变量方程进行了求解,得到了系统自振频率及其对应振型.以某长距离供水工程为例进行了水力振动计算,得到了14阶系统自振频率及其振型,其中第1,14阶自振频率分别为0.010 6,0.183 3 Hz,自振频率低,仅当扰动源为低频扰动时才可能发生水力共振;系统各阶衰减因子均为负值,表明系统是稳定的,不会出现自激振动;把实例泵系统第8管段的PVC-M管改为焊接钢管,对系统进行了水力振动计算.由于管材改变,水锤波速增大,空气罐空气容积增大,各阶自振频率都增大,波谷、波峰出现的位置不同,压力与流量振幅增大,表明水锤波速对系统自振频率及其振型影响很大,因此在水力振动分析时,对管材、水中含气量等影响水锤波速的因素要引起足够的重视.

基于模糊综合评价的基本功能岸段划分方法研究

基本功能岸段划分涉及的因素很多,诸多因素错综复杂.为避免功能岸段划分的主观性,以辽宁省基本功能岸段划分为例,从海岸自然环境特征、海岸开发利用现状、海岸资源社会经济需求和相关的海洋功能区划/规划等方面构建了基本功能岸段综合评价指标体系,建立了以模糊综合评价方法为主体的海岸基本功能综合评价方法,并采用GIS技术实现了评价过程的复杂计算和功能岸段的划分与结果输出.结果表明,从理论与技术方法上该方法可以为基本功能岸段划分提供切实可行的支撑技术.

侧向引水及进水泵站进水流态CFD模拟分析与优化

应用realizable k-ε紊流模型与SIMPLEC算法,对某侧向引水及进水泵站进水侧水流流场进行数值模拟和流动分析,分析表明,该泵站的进水侧水流具有弯道水流特点,数值模拟结果与理论分析结论相吻合。根据该类泵站进水侧水流流场特点,提出采用导流栅作为水力优化途径,并以泵站进水断面处动量分布和进水池断面平均流速均匀度为评判依据,对不同的导流栅整流方案的水力优化效果进行数值模拟研究。成果表明,设置导流栅对泵站引水段的动量分布具有明显的调整作用,泵站进水断面的流速分布与引水段动量分配均匀度有关。适宜尺寸的导流栅可以有效减弱引水段的进水环流作用,使水流在转向后纵向流速较快地恢复正常分布,从而进一步提高泵站进水池流量分配的均匀度。

辽—冀与津—冀临界区海岸演变卫星遥感分析

通过对多时相卫星图像的解译和对比,简述并分析了辽、冀、津3省(市)临界区约200km海岸特征与演变情况。

有压瞬变流反问题研究综述

给出有压瞬变流反问题的定义 ,在分析有压瞬变流系统的组成及其特点的基础上 ,依求解目的的不同将有压瞬变流反问题划分为五类 ,分别阐述其问题的提法、主要研究内容并举例说明 .介绍常用的求解方法及已有的研究成果 ,并提出有待解决的问题 .

带有长进水管的泵系统事故停泵水锤分析

首先建立了基于特征线法求解带有长进水管的泵系统事故停泵水锤的数学模型 ,其中摩阻项用线性隐式格式近似 ,具有二阶精度 ;采用交错网络进行计算 ,在相同的计算精度下减少了工作量 .通过调整波速来保证进、出水管的计算时间步长一致 .水泵性能曲线用 Suter法进行处理 ,用于计算分析 .然后运用该数学模型结合某水源工程实例计算分析了带有长进水管的泵系统事故停泵水锤的特点 ,即在事故停泵过渡过程中出水管中会由于负水锤压力导致水柱分离现象 ,而进水管中则会出现很大的正水锤压力 .最后结合该工程的运行特点分析得出其合理的水锤防护措施 ,即在距离泵房 50 0 m处的高岗上的出水管上安装双口排气阀 。

冰对锥体结构作用力的预测模型分析

通过对作用在锥体结构上的各种静冰力预测模型的介绍，根据大量实验室模拟测试数据，运用直方图对比、无量纲效应分析及统计分析等手段，对有关静冰力计算公式进行了全面分析与确认．所采用的分析方法为我国渤海辽东湾ＪＺ２０—２平台原型冰荷载测试数据与预测模型的比较，为利用原型观测数据建立适合于我国渤海环境条件下冰对锥体结构作用力预测模型，提供了有效的技术手段，同时也为有冰海域结构物的可靠性分析提供了各统计量有价值的参考数据．

有压瞬变流限压控制反问题的最优控制理论解法

以简单管系统为研究对象,建立了有压瞬变流限压控制反问题的最优控制数学模型.采用δ-摄动法并经过空间离散,将由拟线性偏微分方程控制的有压瞬变流系统转化为时间连续线性系统,从而使有压瞬变流限压控制反问题能应用时间连续系统最优控制理论来求解.

用水气两相流数学模型计算明流长隧洞通气量

结合工程实例 ,利用水气两相流数学模型计算明流长隧洞的通气量 .计算结果表明 :该模型具有良好的模拟能力 ,能适应不同的工程布置和运用条件 ,运用该模型计算通气量具有较高的精度 .通过数值计算揭示了通气量随隧洞运行条件的变化规律 ,为工程设计、施工提供有关的参考依据 .

冰对斜体结构作用的二维和三维力学模型分析

通常情况下，作用在斜体结构表面的冰力小于垂直结构，因此斜体结构成为有冰海区海洋结构的优选结构，冰对斜体结构作用力学机制的分析是近些年来国际上研究的热点问题。本文运用简单的二维理论及较为复杂的三维理论，依据辽东湾环境条件，采用计算与作图分析的手段，对摩擦系数、坡角、冰强度及冰厚如何影响作用在斜体结构上的水平冰力进行了讨论。

南水北调东线大型低扬程水泵性能后评估指标与现场测试方法

南水北调东线第一期工程大型低扬程泵站群水泵性能后评估指标的提出,对水泵采购、监造、安装、验收等环节高质量、高标准执行具有指导和促进作用。大型低扬程水泵原型性能后评估内容包括装置效率和振动、噪声水平。基于南水北调工程水泵模型同台测试成果和有关规程规范,提出水泵装置效率、振动及噪声后评估指标。大泵流量测试建议采用内置式超声波流量计;水泵机组固定部件振动量测试应采用振动速度传感器。泵效率测试误差不大于±2.0%。

泵系统不同出流方式下的水锤计算分析

泵系统自由出流时,在水力过渡过程中出口断面测压管水位与淹没出流时出口断面测压管水位基本不变的情形有所不同。将泵系统出口段作为一种特殊水力元件,应用特征线法计算泵系统自由出流下的水力过渡过程。对同一泵系统,通过事故停泵工况水锤计算可知,与淹没出流相比,自由出流方式可以增大管段水流压强,对水锤防护有利。泵系统自由出流下不需安装拍门或真空破坏阀断流设施,而自由出流比淹没出流多浪费一部分能量。当泵站出水池水位变幅较小、年运行时间较短时,从水锤防护和泵站维护方面看来,自由出流方式则是一种较优的运行方案。