掺气折流器对侧空腔和底空腔长度的影响

在突扩突跌掺气设施中 ,为保证掺气效果 ,增加底空腔和侧空腔的长度 ,加设折流器是有效的工程措施 .试验证明 ,折流器坡度和高度对空腔长度均有影响 ,较高的折流器增加空腔长度明显 ,且使底空腔与侧空腔贯通 ,有利于底空腔充分掺气 .回溯水流使底空腔变短 ,有效空腔长度是影响掺气效果的重要因素 .在空腔长度的计算中应综合考虑 ,顶板坡角 ,跌坎挑角和折流器体型的影响 ,得出的计算公式有实际应用和理论意义 .

突扩突跌体型侧墙负压区的演变特征

针对突扩突跌体型泄水建筑物侧墙上呈现出的复杂水力特性,通过大比尺模型试验,测量了突扩突跌体型侧墙上的平面压力分布,绘制了侧墙等压线分布图,并对其分布特征及演变规律进行研究。结果表明,突扩突跌体型侧墙上存在呈椭圆形分布的负压区域,负压区的范围、负压值等随水头变化较大,但是负压区的中心位置具有相对稳定性,其相对稳定位置与侧空腔的长度有关。

单锚腿系泊系统动力响应的时域计算方法

在时域内建立了单锚腿系泊系统在风、浪、流联合作用下动力响应的计算方法。在分析波浪荷载时,使用了设计波法和非线性Stokes五阶波,并由经验公式求出了船舶的风、流荷载作用力。系统的动力初始条件由准静态方法求得。由静态方法得到系泊力后,使用了四阶Runge Kutta方法求解船舶的运动时历,并作为立管和浮筒动力计算的边界条件。由二维梁柱单元和集中质量法构建了立管和浮筒的数学模型,立管的运动方程用Wilson θ法求解。模拟计算结果和试验结果进行了比较,吻合得较好,表明本方法能够用于计算单锚腿系泊系统的动力响应。

防风水鼓系泊系统系泊力的计算方法

介绍在时域内,防风水鼓系泊系统在风、浪、流联合作用下计算系泊力的1种方法。该方法是在分析波浪荷载时,使用了设计波法和非线性Stokes五阶波,并由经验公式求出了船舶的风、流作用力。由准静态方法计算了初始条件后,在忽略了锚链和水鼓动态效应对船舶运动的影响条件下,求解了系泊力和船舶的运动时历。再由二维集中质量法建立了锚链和水鼓的数学模型,用Houbo1t方法求解了锚链和水鼓的运动方程,并对系泊力进行了修正。将计算结果和其它经验公式计算的结果进行了比较,吻合得较好,表明本文建立的方法能够用于防风水鼓系泊系统的系泊力计算。

毕业设计的现状、问题及思考

毕业设计的现状、问题及思考清华大学聂孟喜清华大学水电系一毕业生给王大中校长写了一封信，反映毕业设计中有三分之一同学是”玩过来的”．“８０分是及格分”，清华大学是“严进，宽出”等等。这封信在水电系师生中引起了不同的反响，有的教师认为信中反映的基不属实，...

单锚腿系泊系统动力计算的新方法

在Hamilton型拟变分原理体系下,建立了一种时间子域以三次和五次B样条函数插值的时间子域法,并将这种新方法用于单锚腿系泊系统的动力响应分析中。算例表明,新方法比传统的动力计算方法Wilson-θ法,在计算精度上有明显的优势,表明本方法能够用于计算单锚腿系泊系统的动力响应。

复杂薄壁建筑物断面特性判定及几何参数的图论处理

针对目前薄壁结构领域存在的断面特性判定及几何参数计算的复杂性,将图论法的理论引入计算程序的前处理部分,可以很方便地对薄壁断面的几何参数进行计算,得到扇性坐标、扭转函数、扇性静矩等,从而为后面的弯曲分析、扭转分析、乃至动力学时程响应计算打下基础。数值算例的检验结果表明,计算机得到的结果与人工计算的相一致,但耗时却大大缩短,这一特点可以应用于结构设计师在结构的初始设计时调整截面的几何参数,从而可以大大提高结构设计的效率。

考虑剪切变形效果的薄壁结构三维动力计算

为了分析考虑剪切变形效果的薄壁结构三维振动响应,本文推导剪切变形梁柱单元动力刚度矩阵,首先列出一般形式下薄壁梁柱的势能方程,得到位移与力之间的转换方程;接着,推导力与变形的关系,并采用变分原理,从势能方程中得到动力方程;然后,构造14个位移参数的变量来对高阶的动力方程进行降阶与求解,从而得到精确的位移函数表达式及动力刚度矩阵。数值算例的检验结果表明,这套程序计算所得到的结果与NASTRAN计算结果相一致,说明这一结果具有较好的通用性,它提供给薄壁结构振动计算一个较为实用的工具。

薄壁结构动力计算中一维有限元方法的应用

针对目前薄壁结构领域存在的建模与计算耗时太大的缺点,将一维有限元的方法引入计算程序的编制,可以大幅度地降低单元与自由度的数目,迅速得到薄壁结构的各项几何参数,从而为后面的弯曲分析、扭转分析、乃至动力学时程响应计算打下基础。数值算例的检验结果表明,这套程序计算所得到的结果与大型有限元软件NAS-TRAN计算的结果相一致,但耗时却大大缩短,这一特点可以便于结构设计师在结构的初始设计时对抗震动位移迅速作出判断,从而可以大大提高结构设计的效率。

多孔泄水闸侧向环流及脉动压力试验研究

三孔泄水闸的水工模型试验表明 ,单孔泄流会在消力池内产生侧向环流 .使作用在消力池底板上的脉动压力比底流水跃显著增加 ;使跃后水深小于相应的共轭水深 ,无法形成底流水跃的表面水滚 .建议三孔泄水闸正常泄水时 。

板桩码头计算机辅助设计系统(BZMTCADS)

对 Auto CAD(ACAD)的开放式体系结构进行深入探索 ,利用 ACAD提供的开发工具 ,结合板桩码头专业设计的特点 ,研究开发了一套多功能。

B型和D型折坡水跃的水力计算

折坡水跃的水力计算是设计折坡水跃消力池时经常遇到的问题。为了得到计算 B型和 D型水跃第二共轭水深的简便有效的计算关系式 ,应用 Microsoft Excel 97和 Visual C++5 .0等软件 ,对坡度从 0 .0 5∶ 1到 0 .3∶ 1的 B型和 D型水跃试验数据进行了分析和研究。指出 B型水跃的第二共轭水深 Tw 与收缩断面水深 D1 、收缩断面佛氏数 F1 、坡角θ、水跃在斜坡上的长度 Ls 及 A型水跃的共轭水深 D2 有关 ,D型水跃的第二共轭水深 Tw 与收缩断面水深 D1 收缩断面佛氏数 F1 、坡角 θ有关。其中 ,在一定的坡角 θ下 ,B型水跃 ( Tw-D2 ) /D1 与 ( Ls/D1 ) 1 .1成正比 ,D型水跃Tw/D1 与 ( 0 .5 F21 + 1) 0 .3 5成正比。并进一步提出计算 B型和 D型水跃第二共轭水深的经验公式。

风、浪、流联合作用下系统系泊力的时域计算方法

为解决海洋工程中系泊系统在风、浪、流联合作用下系泊力的计算问题 ,在时域内建立了一种计算防风水鼓系泊系统系泊力的方法。在分析波浪荷载时 ,使用了设计波法和非线性 Stokes五阶波 ,并由经验公式求出了船舶的风、流作用力。由准静态方法计算了初始条件后 ,在忽略了锚链和水鼓动态效应对船舶运动的影响的条件下 ,求解了系泊力和船舶的运动时历。再由二维集中质量法建立了锚链和水鼓的数学模型 ,用 Houbolt方法求解了锚链和水鼓的运动方程 ,并对系泊力进行了修正。模拟计算结果与经验公式计算结果吻合较好 ,且模拟计算的时域特征表现突出 。

泄水建筑物中突扩突跌体型侧墙上的水力特性

为保证池水建筑物侧墙的稳定与安全,通过模型试验研究了突扩突跌体型的侧墙上的水力特性。采用比尺为1¨30的水工模型,在高流速条件下观测了侧墙水流流态、通气量、掺气浓度及时均压力分布。试验细部结构特征,发现侧空腔内的反射回漩流和突扩弧形面上的白色蚀带。侧墙等压线分析发现:侧墙水流冲击带是引发或影响各种侧墙水力特性的主导因素,冲击带水流向上游反射,缩小了侧空腔的有效通气面积;冲击带水流的折冲作用,可能诱发侧墙空化空蚀破坏。

突扩突跌布置侧墙及底板脉动压力特征分析

为进一步研究突扩突跌体型的脉动压力和空蚀破坏，用三峡泄洪深孔突扩突跌掺气水工模型对侧墙和底板的水流脉动压力进行了详细量测，建立了压力脉动强度σ与壁面剪切应力的关系式。给出了侧墙和底板脉动压力强度系数K的表达式；侧墙冲击点处脉动压强偏离正态分布，底板脉压幅值是时均压力的35％～50％。通过时间积分比尺TE和空间积分比尺Lf的分析，发现侧墙冲击点处的TE值较大，相应的Lf值也较大，冲击点下游孔和Lf很快变小，其规律与频谱分析一致。水流冲击底板处，主频带窄，脉动压力强度大，时间积分比尺值和纵向积分长度比尺也较大。

侧向折流器对侧空腔和底空腔掺气参数的影响

为深入研究突扩突跌掺气设施的掺气特性,在三峡工程深孔水工模型上对时均压强分布、掺气量、掺气浓度等进行了观测与分析。试验结果表明在侧墙形成4个区域,即:侧空腔区、压强骤变区、低压区和稳定区,侧空腔长度和侧墙时均压强均与折流器高度有关。在侧墙低压区有负压存在,其发生位置一般距孔口出口(等高程)约15m左右。在侧墙有少量掺气,掺气浓度在1.3%左右,掺气的主要原因是侧墙冲击点处产生的立轴漩滚对空气的卷吸作用。侧向折流器对掺气量有明显影响。侧、底空腔贯通时,侧空腔是一个重要的通气通道,是保证底空腔充分掺气的重要条件。此研究成果和结论可供突扩突跌掺气坎的设计和科研参考。

折流器体型对突扩突跌掺气空腔特性的影响

在突扩突跌掺气设施中 ,为保证掺气效果 ,增加底空腔和侧空腔的长度 ,加设折流器是有效的工程措施。试验证明 ,折流器坡度和高度对空腔长度均有影响 ,较高的折流器明显增加空腔长度 ,且使底空腔与侧空腔贯通 ,有利于底空腔充分掺气。回溯水流使底空腔变短 ,有效空腔长度是影响掺气效果的重要因素。在空腔长度的计算中应综合考虑 ,顶板坡角 ,跌坎挑角和折流器体型的影响 ,得出的计算公式有实际应用和理论意义。

强迫掺气两相流的谱特征分析

利用掺气坎在水中强迫掺气形成水气两相流，其压力脉动属于平稳，各态历经随机过程。水气两相流对泄槽底部冲击所产生的压力幅值谱基本符合高斯分布，最大脉压幅值在冲击点附近，其后很快衰减，约在（１０～１５）倍坎高范围内降至无坎时的幅值。在频谱中具有较明显的优势频率，模型中其值约为１．２４Ｈｚ。脉动能量主要集中在低频段，其优势频带约在０～１８Ｈｚ，除优势频率外，水气两相流的频域相干性较差，相干系数均在０．５以下，这与单一流体的相干结构大为不同。

掺气减蚀槽的消能效果

试验证明设掺气槽后消能作用增加主要表现在：增加泄流沿程消能效果，降低挑流出口流速系数 值，挑距缩短，增加空中扩散消能作用，挑流水舌入池尺度加大，入池水流的能量集度减小。并首次提出了设掺气槽后消能作用增强的计算公式。

退化子单元方法在构造数值波浪池中的应用

采用高阶边界元方法构造了一个三维数值波浪水池。为了解决奇异积分问题 ,在单元划分中联合采用连续元和不连续元同时引入一种在退化子单元中进行单元细分的处理方法。在数值波浪水池中模拟的线性波和非线性 Stokes波 ,都得到了较好的结果 。