基于正交设计的黄池沟退水道弯道体型优化的数值模拟分析

为探求黄池沟退水道弯道的合理体型,采用正交设计与数值模拟相结合的方法研究了体型参数对弯道水流的影响。选取弯道宽度、弯道曲率半径、纵向坡度3个主要影响参数按正交试验设计,确定了9组正交试验方案,利用经水工模型试验结果验证的数学模型对正交试验方案进行模拟,分析了体型参数对弯道及下游陡坡段横向水位差的影响。结果表明,3个体型参数影响作用由大到小依次为纵向坡度、弯道宽度和弯道曲率半径;坡度为显著影响因素,且平坡最佳,弯道曲率半径和弯道宽度影响不显著,据此推荐合理体型参数为坡度取0,弯道宽度和弯道曲率半径采用原设计值。

基于消力井直径变化下竖井溢洪道压强特征试验研究

为研究消力井直径变化下竖井溢洪道内部各个重要部位的压强特征,在满足泄洪能力的前提下,保持消力井井深不变,分别对直径D0=6.5m、D0=9.1m、D0=11.05m三种方案进行水工模型试验,研究分析了洞内环形堰面段、竖井段、底板段、压坡段的沿程时均压强特征、脉动压强参数。试验结果表明:环形堰面段在自由堰流时时均压强随堰上水头变化幅度不大,而在淹没堰流时各测点时均压强趋于静水压强沿程逐渐增大趋势;竖井段下部时均压强随堰上水头呈增大趋势;底板段和压坡段时均压强随直径的增大呈现减小趋势,但减小幅度不大;在不同直径下消力池底板的优势频率都出现在2Hz内,属于低频率范围,不会对底板产生共振破坏现象。

消能井内消能工直径优化试验

从消能井体型优化出发,对竖井溢洪道消能井直径发生系列变化时的井内水流特性进行系统的试验研究,分析消能井直径变化对消能井内各水力参数的影响。结果表明:D/D0=1.4时消能井内水垫深度接近最大,水垫消能效果较好;随着消能井直径的增加,底板上时均压强有所减小,轴线分布更趋均匀;D/D0>1.4后,随着消能井直径的增加,压强不均匀系数基本不再变化,底板上的时均压强分布稳定;D/D0>1.4以后,随着消能井直径的增加,脉动强度减小的程度减缓,消能率增加的趋势亦变缓。据此提出该竖井消能井内消能工的合理直径应为D=1.40D0。

用附加动量理论分析齿墩与消力池联合消能机理

用“附加动量”水跃理论分析齿墩与消力池联合应用的消能机理 ,用跃后水深、水跃长度或单宽水跃容积减少的百分数 ,估计新增消能设施的经济效益。并通过模型试验验证了消能的理论分析 ,计算了新增设施的消能量、跃后水深、水跃长度或单宽水跃容积减少的百分数。结果表明 :采用齿墩设施 ,可增进消力池的消能作用 ,并取得显著的经济效益 。

用水槽试验研究水库洪水传播特性

采用大型水槽高变率变态模型 ,对非恒定流用模型试验与理论分析相结合的方法 ,借汉江安康水库洪水资料来研究水库洪水传播特性。对洪水波在水库中的传播时间、入库洪水与回水末端入库洪水的关系 ,各频率设计洪水的最高库水位、下泄洪水过程、调蓄滞洪历时、洪型对水库防洪的影响等问题得出相应的结论 ,与可对比资料吻合良好。

掺气分流墩墩头的动水压强特性研究

对掺气分流墩墩头的动水压强特性进行了试验研究 ,以求了解墩头的抗空蚀性能及动水压强特性。试验结果得出 :时均压强P/Pmax沿墩高和Cp 沿横断面的分布规律 ;墩头轴线与来流有夹角时Cp 沿横断面的分布规律 ;墩头壁压脉动压强特性 ;在墩后充分供气时 。

掺气分流墩墩头的动水压强特性研究

对掺气分流墩墩头的动水压强特性进行了试验研究 ,以求了解墩头的抗空蚀性能及动水压强特性 .试验结果得出 :时均压强P/Pmax沿墩高和时均压强系数Cp 沿横断面的分布规律 ;墩头轴线与来流有夹角时Cp 沿横断面的分布规律 ;墩头壁压脉动压强特性以及探讨了柘林掺气分流墩 (墩头的θ =75°)的安全使用范围 ;在墩后充分供气时 ,墩头的空化特性 .

齿墩与消力池联合消能机理分析

齿墩与消力池联合消能可用附加射流水跃理论分析 ,用跃后水深、水跃长度或单宽水跃容积减少的百分数 ,估计新增消能设施的经济效益 ,并通过模型试验验证消能的理论分析 ,计算新增设施的消能量、跃后水深、水跃长度或单宽水跃容积减少的百分数。结果表明 ,采用齿墩设施 ,可增进消力池的消能作用 ,并取得显著的经济效益 。

掺气分流墩与消力池联合应用消能机理分析与试验验证

采用附加射流水跃理论对掺气分流墩与消力池联合应用的消能机理进行了分析,并通过模型试验对理论分析及消能效率进行了验证.结果表明,采用掺气分流墩设施,可增进消力池的消能作用,并取得显著的经济效益,达到附加射流水跃理论所预期的效果.

“附加动量”水跃理论与锥形阀消能箱的体形设计

介绍一种用“附加动量”水跃理论来指导设计消能箱体形，同时提出了国内目前最大的锥形阀（Ｄ＝４．０ｍ）消能箱的设计方法，并通过牙塘水库泄洪输水洞出口锥形阀消能箱１：４０的水工模型试验，结果表明，这种新型的消能设施已经达到了“附加动量”水跃理论所预测的目的，该方案被已工程设计所采用，设计方法可供同类工程设计参考。

用附加动量理论分析掺气分流墩与消力池联合消能机理

用“附加动量”水跃理论分析了掺气分流墩与消力池联合应用的消能机理，用跃后水深、水跃长度或单宽水跃容积减少的百分数，估计新增消能设施的经济效益。并通过模型试验验证了消能的理论分析，计算了新增设施的消能量、跃后水深、水跃长度或单宽水跃容积减少的百分数。结果表明，采用掺气分流墩设施，可增进消力池的消能作用，并取得显著的经济效益，达到了附加动量水跃理论所预期的效果。

“附加动量”水跃理论的工程应用

介绍了“附加动量”水跃理论及其工程应用 ,重点介绍了锥形阀出口的消能箱。通过模型试验验证 ,该消能箱很好地解决了泄洪输水洞出口的雾化和消能问题 ,是一种结合工程实际 ,经济有效的办法。

掺气分流墩墩头动水压强特性的试验研究

本文对掺气分流墩墩头的动水压强特性进行了试验研究,以求了解墩头的抗空蚀性能及动水压强特性.试验结果得出:时均压强P/Pmax沿墩高和时均压强系数Cр沿横断面的分布规律;墩头轴线与来流有夹角时Cр沿横断面的分布规律;墩头壁压脉动压强特性以及探讨了拓林掺气分流墩（墩头的θ=75°）的安全使用范围.研究成果可供设计和进一步研究参考.

水平旋转内消能泄洪洞空腔环流内气体压强的变化规律

空腔环流内的气体压强与许多水动力学特性直接有关,是重要的水动力学的边界条件之一。在吸吮流流态下,当起旋器出口的水流傅汝德数较大时,空腔环流内负压的大小,主要与通气孔直径有关,但沿程的变化可视为常数;水平旋流洞起始断面的相对真空度与相对通气孔直径的关系为指数关系;下游水位对空腔内气体压强有明显的影响,在某一下游水位时空腔内的气体压强有最小值。根据气体压强、离心力压强和壁面压强之间的关系可知,离心力压强是造成壁面压强和壁面切应力沿程变化的主要因素;空腔环流内负压大小不同时,水平洞内水流能动量的转变规律是不同的。

基于消能井井深变化下的竖井溢洪道压强试验研究

为研究竖井溢洪道内部关键部位的压强特性,在维持消能井井径D=7m不变的情况下,分别对消能井井深做T_0=10.29m、T_0=12.29m、T_0=14.29m、T_0=16.29m四种变化方案,并进行模型试验,研究了环形堰面、消能井段、压坡段的时均压强分布、变化规律、脉动压强参数。结果表明:自由堰流下,环形堰面上压强值整体较小,在堰面曲线末端(测点19附近)堰面上产生了负压;消能井底板压强值较大,压强分布随井深的增大而更加均匀;压坡段压强变化随井深的增加没有明显的增减规律;在压坡段顶部测点1处出现负压,但负压值很小,压坡段顶部压强整体值均较小;用测压管测量的时均压强波动数值和脉动压强数值相当;脉动压强的优势频率值小于1Hz,竖井内部水流的脉动压强属于低频范畴。

通气对水平旋流内消能泄洪洞水力特性的影响

通过模型试验,研究了水平旋流条件下通气对水力特性的影响,结果表明,通气对流态、泄流量、壁面压强和空腔内的气体压强均有较显著的影响。通气时,环流空腔的直径增大,流动稳定;随通气孔直径的增大,泄流量和通风量均先增大然后减小,具有最大值,且环流空腔内的负压值迅速减小并趋于零;不通气或通气孔的直径较小时,负压值较大,壁面压强也较大,这与通常的认识不同;随下游水位的升高,在下游洞口临近淹没时,通气量达到最大。

Excel环境中控制测量三角网平差及坐标计算

将Excel的表格特性和测量计算传统的列表格式结合起来进行控制测量三角网的平差和坐标计算,有效地克服了Fortran或Basic语言编程后台计算、外业资料和已知条件的输入不直观、出现错误比较难检查的缺陷.充分地利用Excel强大的功能和良好的人机交互对话界面,方便地进行数据处理和函数运算,迅速的制作复杂图表的特性,将整个计算过程展示在前台,易操作、易修改、透明度高,是控制测量计算的有效方法之一.

基于Excel的水利水电工程概(预)算编制方法

水利水电工程概预算须遵照国家规定的编制办法和固定的格式 (表格 )进行 .利用Excel(电子表格 )在计算机上编制并计算 ,能够保持编制办法要求的表格的形式 ,计算过程完全是人机交互式对话过程 ,前台计算 ,易操作 ,易修改 ,透明度高 .既解决了传统手算编制概预算速度慢、效率低、容易出错、不易修改等问题 ,又克服了专用软件后台计算的缺陷 .用于工程实际 ,可快速进行工程概预算的编制 ,迅速准确地进行工程造价测算 ,是水利水电工程概预算编制的有效方法 .

阻塞对水平旋流泄洪洞水力特性的影响

通过模型试验,对旋流阻塞复合式泄洪洞的流态与水力特性进行了研究。研究结果表明,在竖井为有压流的条件下,旋流阻塞复合式泄洪洞的流态可分为阻塞完全与阻塞不完全空腔旋流二种基本流态;设置阻塞后,泄洪洞的流量有一定的减小,水平旋流洞段的壁面压强增大、旋流角增大,空腔直径减小,通气量变化规律更为复杂。设置阻塞后,除泄流量有一定的减小而对工程不利外,其它的阻塞效应均对工程有利。因此利用其阻塞效应,可进一步降低结构设计与防护措施,降低工程风险,提高消能率。

采用Poisson方程生成曲线网格时源项P、Q选择的研究

采用 Poisson方程进行曲线网格生成时 ,如何确定合适的调节因子 P、Q函数是网格生成技术中的一个重要的研究内容。本文提出一种新的构造 P、Q函数的方法 ,该方法直接利用边界网格节点的分布信息来控制区域内部网格节点的分布 ,生成的正交曲线网格令人满意。该方法可应用于河道、湖泊等一类复杂边界的二维流速场的数值模拟中。