设有“弧面型”导流板的保水堰数值模拟研究

保水堰是一种保水保压装置,包括上下游的有压箱涵及中间的保水堰堰井,作用是保证有压箱涵在任何情况下均处于有压状态,以避免气体进入有压箱涵。保水堰在大流量运行时堰室内常出现漩涡及高速主流发散等复杂流态阻碍保水堰过流。为抑制漩涡的产生并压缩主流,在保水堰过流时使用了“弧面型”导流板。导流板型式参数包括夹角α、β及导流板内径R。对不同工况下(α、β、R)有无导流元件的堰室水流进行数值模拟计算并进行对比,发现各参数中β为导流效果的主要影响因素,通过设置导流板可减小漩涡区边缘流速0.06 m/s,提高主流区集中度8.47%,并增大过流能力17.8%。该研究可为大型输水工程典型保水堰建筑物的输水能力提升提供思路,具有重要的实际工程意义。

导流栅对弯道水流动量调整的研究

通过对某电厂进水流道体型优化的模型试验研究 ,表明在弯道段设置合适的导流栅可以有效地控制弯道环流的产生和发展 ,缩短纵向流速分布调整的距离 ,较快使水流动量在横断面上重新分配均匀 .通过对试验成果的分析研究 ,给出了导流栅形式与水流动量分配均匀度之间的依存关系 ,以及无量纲最优水力条件与导流栅综合几何因子间的相关方程 。

渠道运行控制数学模型及系统特性分析

渠道运行控制数学模型是渠道系统自动控制分析和设计的基础。通过对渠道运行动态水流的分析 ,提出平衡条件的计算方法 ,对渠道过渡过程的控制方程进行离散化 ,线性化 ,建立起渠道运行的状态空间方程。并运用线性控制理论对渠道运行控制系统特性进行分析 。

梯形渠道圆柱形量水槽的试验研究

选择收缩比为0.909,0.800,0.709,0.636的试验断面,在梯形渠道中对圆柱形量水槽进行了一系列试验。结果表明,圆柱形量水槽的行近断面总水头H1与驻点水头Hs存在很好的相关性,相关系数等于0.9992。梯形渠道上圆柱形量水槽的流量系数Cd不仅与相对水头Hs/L有关,与收缩比ε大小也有明显的关系,Cd随着Hs/L和ε的增大而增大。淹没系数σs与上下游水位差相对值(z1-z2)/Hs和(zs-zc)/Hs之间存在很好的相关性,相关程度随收缩比ε的减小而增大。根据试验数据和数值模拟结果拟合的流量计算公式简明实用,自由出流时的流量计算平均误差为3.54%。

基于RBF人工神经网络的下游常水位自适应渠道输水控制研究

针对传统渠道输水PID控制方法响应速度慢、超调量大、参数不能在线自调整的不足,根据RBF神经网络和渠道输水特点,提出了将传统渠道下游常水位输水PID控制和RBF人工神经网络结合的输水控制方法,使输水控制具有自学习、自适应、容错性和鲁棒性。推导了RBF网络整定PID输水控制调节器的算法。仿真结果表明,基于RBF网络的PID输水控制方法,能够通过不断学习自动调整控制参数,使输水控制过程超调量小、响应速度快,具有不需要特意选择或计算控制参数的特点。因此,基于RBF神经网络的参数非线性PID控制更适合进行渠道输水这样高度非线性系统的实时控制过程。

渠道纵断面图传统绘图方法的改进

介绍了对渠道设计传统的纵断面图绘图的一种改进方法。该方法无须编制附加程序 ,只需使用Excel的计算功能和AutoCAD的命令 ,配合“复制”和“粘贴”命令即可在预先制作好的AutoCAD绘图模板实现渠道纵断面图的桩号、各高程等数字快速的录入和自动绘制各设计线 (如地面线、渠底线 )。

渠道运行控制模拟仿真

渠道运行控制系统本质上是一个多输入多输出系统 ,要系统的描述渠道系统的动态变化只能借助现代控制论。以实验室试验渠道为背景 ,以现代控制理论和MATLAB为工具对渠道运行控制器设计过程进行了模拟仿真 ,设计了多渠段多级闸门渠道系统最优控制器。

以模糊综合评判法选择防渗渠道断面的形式

利用模糊综合评判法建立了防渗渠道断面形式优选的多层次综合评判模型,并获得了最佳的评价结果,为今后防渗渠道断面形式的选择,提供了科学依据,具有一定的实用性。

对沟埋式涵洞垂直土压力计算探讨

通过对矩形断面沟埋式涵洞垂直土压力的分析,提出了较为合理的力学模型,采用土体极限平衡理论,推导出更为实用的计算公式,并且保证了与上埋式涵洞垂直土压力计算公式的一致性。

幸福堰引水工程中的双箱式输水及取水暗涵设计

在云南省巧家县幸福堰引水工程的建设中 ,为了解决取水防沙问题 ,首先通过方案比较 ,决定采用引泉水、截取地下渗流 ,建双箱式暗涵输水跨河的方案。该方案既可取泉水 ,又可取河床下的渗流水 ,根本杜绝了泥沙和污物的淤积和堵塞 。

刘集地涵工程安全性态分析研究

刘集地涵工程已建成18 a,有必要对该工程安全性态进行分析研究,本文主要按照水闸安全鉴定规定对该工程从土建结构、闸门与启闭机、安全复核计算三方面进行安全性态研究,从而确定刘集地涵安全类别为二类闸,各水工建筑物、机电设备、金属结构等处于良好的安全状态,主要设计指标均基本能满足要求,为管理单位安全鉴定提供依据。

探地雷达与管线探测仪联合探测技术分析

结合东莞市东江与水库联网供水水源工程输水线路选址中地下综合管线探测中的工程实例,对管线探测仪与探地雷达探测的原理以及联合探测应用进行分析,得出了一些经验性规律,可供类似工程参考。

弧底梯形明渠水力最佳断面设计

通过数学推导 ,建立了弧底梯形明渠水力最佳断面水深、过水断面面积、水力半径等所有几何要素与水力要素的计算公式 ,并通过算例详细说明其水力计算方法 。

无压流与有压流渐变连接的试验研究

以试验研究为基础，结合万家寨引黄工程实践，论述了无压流与有压流的渐变连接形式和影响因素。指明了其关键在于渐变段出口与有压管入口连接形式以及渐变段底坡和渐变段内水深，从而为类似的水利工程提供了一个范例。

梯形明渠均匀流渠底宽度的直接计算公式

传统梯形明渠均匀流的水力计算既不方便，又误差较大。通过对梯形明渠均匀流基本方程中流量模数K的数学变换，得到计算其渠底宽度的迭代公式，并从数学上证明了迭代公式的收敛性；根据工程实践及数值计算选取恰当的迭代初值，从而得到渠底宽度的直接计算公式；实例计算及误差分析表明，在工程实用范围内该公式相对误差满足工程设计的精度要求，而且简便准确，不依赖图表，是一种行之有效的计算方法。

变截面箱涵钢模台车在水利工程中的有效应用

结合目前国内的总体大形势,水利项目的逐渐增多,大规模的箱涵及U型槽的施工过程中为提高施工效率,节约成本投入,经过在传统模板支架法的基础上不断的研究探索,结合现代先进的制造技术,逐步在实践和分析中总结出一套变截面钢模台车施工的工艺方法,为大规模、变截面的箱涵施工提供了新的选择和思路。

泥沙颗粒起动时明渠阻力方程

在对泥沙起动的Shields曲线与明渠阻力特性之间的关系进行分析后 ,指出了无因次起动切应力与相对等效粗糙突起高度之间存在比例关系 .利用 1 82组实测资料求得了用阻力系数表示的泥沙起动阻力方程 ,该方程与泥沙粒径无关 。

末级固定灌溉渠道防渗经济长度计算

通过对末级固定灌溉渠道产生的各种效益及费用的近似量化 ,寻求净效益值最大。在 VB6 .0环境下编制计算程序并进行实例分析 ,得出灌溉渠道防渗处理的防渗经济长度的一般性关系。这对于量大面广的末级固定灌溉渠道在资金有限的情况下 ,达到既节省费用 ,又有利于农业生产 ,对达到节水的目的是十分有意义的。

季节性冻土区冬季输水渠道新式防冻胀结构的数值模拟

目前季节性冻土区冬季停水渠道的保温防冻胀措施已经有很多,并且已经基本成熟,在工程中的应用效果也很好,但冬季输水渠道一般直接套用冬季停水渠道的防冻胀措施,因此,迫切需要找出一种针对冬季输水渠道的防冻胀措施。本文采用有限元软件,利用热阻等效原理对冬季输水渠道的温度场、应力场、位移场进行数值分析,最终提出一种适用于冬季输水渠道的新式保温防冻胀措施。该措施主要是在渠坡顶部和水面以上边坡板后铺设聚苯乙烯保温板,水面以下不铺设保温材料。模拟结果表明:新式保温结构等温线较无保温措施的情况分布更加均匀,并且可以极大的降低和改善渠道水面、空气、衬砌板交界处及其附近的应力分布情况;厚度为0、8、10、12、13、14、15cm的聚苯乙烯保温板被铺设后,渠道混凝土衬砌板最大位移依次分别为6.25、3.7、3.25、2.75、2.5、2.46、2.35 cm,从中取出最优的保温板厚度为13 cm,此时冻胀量由6.25 cm降至2.5cm,符合规范要求。本文提出的季节性冻土区冬季输水渠道新式防冻胀措施不仅可以节约工程成本,而且还能减少渠道的次数维修和延长其使用年限。