水力式升船机组合阀流量比优化研究

景洪水力式升船机阀门段采用“并列三阀+矩形突扩体”的布置形式,目前组合阀流量分配暂无科学的指导依据。以景洪水力式升船机为依托,建立阀门段三维数值模型,研究组合阀不同流量比下的阀门段流场特性。结果表明,三阀联合运行时,突扩体内流场均匀度最佳;三阀联合运行时,主辅阀流量比为31时,流场内最低压力最高、最大流速最小、紊动较弱,最有利于抑制空化;组合阀合理流量比与流量系数比正相关,景洪工程组合阀较优的主辅阀流量比约为31。

中国大型升船机研究进展

回顾了近年来中国在升船机领域所取得的研究进展。首先介绍了具有自主知识产权的新型水力式升船机在基础理论及输水阀门防空化、船厢抗倾覆等方面的最新研究成果,该形式升船机的收敛稳定性通过原型观测得到充分验证。其次介绍了中国特有的船厢下水式升船机水动力学及运行安全关键技术、传统升船机安保措施上的创新技术。此外对大型升船机水动力学基础研究、升船机三维数值模拟技术等方面的成果做了总结。

绞缆机滚筒的有限元分析

为了简化计算及节约计算资源,考虑将绞缆机滚筒组件在三维CAD软件SolidWorks中转换为单一零件来达到模拟实际绞缆机滚筒组件的装配关系,通过MSC.Nastran平台,对绞缆机滚筒进行线性静力分析,并在此基础上对滚筒的强度进行校核,从而为绞缆机滚筒进一步合理改进提供参考。

构皮滩水电站通航建筑物第一级中间渠道布置与设计优化

构皮滩水电站通航建筑物是全线渠化乌江航道的重要环节,其中间渠道的布置关系到通航建筑物的通过能力、工程造价投资等诸多方面。为改善构皮滩水电站挡泄水建筑物占据了主河床,通航建筑物中间渠道的布置空间有限,且受到地形地质等多种边界条件制约,布置难度较大等问题,通过采用曲进直出方式过船、调整隧洞平面布置、调整错船段渡槽变宽方式、适当增加渠道断面系数等措施对构皮滩通航建筑物第一级中间渠道总体布置进行优化,有效改善了前期研究阶段总体布置方案结构尺度偏小、过船速度慢、影响通过能力等问题。研究提出的优化设计方案已成功应用到构皮滩水电站通航建筑物建设中,可为高山峡谷地区通航建筑物布置提供参考。

升船机船厢出入水中间渠道内水力特性试验

船厢出入水在中间渠道内产生非恒定波流,属于浅水长波,在其未反射之前具有引航道的水力特性;反射以后形成往复的振荡波;浅水长波在传播的过程中,在某种条件下也有短波现象。试验研究了船厢不同出入水速度、渠道不同宽度和水深时与渠道内水力要素的关系,同时分析了渠道内的通航条件。

三峡升船机卷筒强度可靠度计算的随机有限元法

针对三峡升船机的卷筒要求高可靠性这一特点，提出用随机有限元法计算其强度的可靠度，以提高计算的准确性，对三峡升船机卷筒强度的可靠性设计提供了较为信服的依据。其中，根据其受载特点，考虑了节点载荷之间的相关性，并建立了采用板壳单元时结构可靠度的计算方法。该方法具有可充分利用ＳＡＰ程序分析结果，自编程序小等优点。

下水式升船机船厢入水过程三维数值模拟技术

船厢出入水过程产生的附加水动力荷载是下水式升船机发展需要解决的一个突出问题。采用VOF模型和κ-ε湍流模型,结合动网格技术建立三维数学模型,对下水式升船机船厢入水过程的水动力学特性进行模拟。研究表明:该模型具有较好的精确性和稳定性,可以用于模拟船厢入水后船池内部产生的复杂水流运动。应用该模型分析构皮滩第三级垂直升船机船厢不同入水速度下船池内部水流波动特性以及流场分布特征,计算结果与物理模型试验结果吻合较好。

船舶进出承船厢水力特性试验

采用遥控自航船模和牵引船模相结合的方法,对船队进出船厢的水力特性进行了试验。成果表明:船队进出厢的航行阻力和下沉量取决于船厢断面系数和进出厢的速度。断面系数减小,航速增加,阻力和下沉量增大;出厢的阻力和艉沉均大于进厢;结合国内的部分研究成果以及国内外的工程实践,初步提出了承船厢尺度的确定原则。

中间渠道交汇区尺度及船舶航行方式研究

利用自航船模试验,研究两级单线航道中间渠道供船舶交汇错船的交汇区尺度及船舶航行方式。试验表明,中间渠道交汇区通过斜导墙缩窄分别与上、下游通航建筑物连接,过渡段长度大于2倍船长是合理的。参考相关标准和设计规范确定交汇区宽度和船舶航行方式,确保一线船舶停泊另一线船舶以正常航速航行能在交汇区顺利进行交汇,以提高通航建筑物通过能力和船舶航行安全性。

三峡升船机船厢门橡皮止水检修工艺研究

三峡升船机工程规模大、技术难度高,运行与维护相关经验在国内均无先例可循。文中通过对升船机船厢门橡皮止水检修工艺开展研究,熟悉橡皮止水检修工艺流程,提出橡皮止水检修更换要点,为后期船厢门橡皮止水检修和更换提供数据与技术支撑,对保障三峡升船机稳定运行具有重要意义。

水力浮动式升船机设计原理

介绍了水力浮动式升船机工作原理,提出了水力浮动式升船机的适用条件判别准则,以及平衡重、输水系统等关键部件的设计方法,并建立了水力浮动式升船机的数学运行仿真模型,为水力浮动式升船机的设计运行提供了基础分析理论和依据,为进一步研究该新型升船机奠定了良好的研究基础。

向家坝升船机承船厢设计水深标准

通过1∶16的物理模型研究了船舶进出升船机承船厢时的最大下沉量与船厢水深、船舶航速及船厢断面系数间的变化规律。提出船舶出厢过程是船厢设计水深的控制条件,建立了船舶下沉量的无量纲计算公式。通过综合比较不同船厢水深船舶下沉量及船底安全富余水深,提出了向家坝升船机合理的船厢设计水深标准。

三峡升船机卷扬提升系统和液压平衡系统的动态耦合分析

卷扬提升子系统是一个二阶系统 ,很容易进行动态特性分析 ,液压均衡子系统是一个一阶系统 ,无法求其动态响应 .针对两个子系统的动态数学模型存在的特点 ,提出了一种动态耦合的综合理论分析方法 ,其核心是将液压平衡子系统的动态方程耦合到卷扬提升子系统的动态方程中 ,因为卷扬提升子系统是一个二阶系统 ,故综合动态方程最终是一个二阶方程 .建立了耦合的数学模型 。

清江隔河岩水利枢纽垂直升船机塔柱结构抗震试验研究

利用先进的大型三向六自由度地震模拟振动台进行了升船机塔柱结构抗震试验研究．试验模拟了塔柱结构基础埋深和送船渡槽与升船机塔柱结构的动力耦合作用，并充分考虑了升船机运行的特点，选取承船厢上夹紧、运行中及平衡块上锁定等３种典型工况，分别考虑地震作用．得到了升船机塔柱结构的动力特性和动力反应，为升船机塔柱结构抗震设计提供依据．

长江三峡升船机运行状态故障诊断

利用故障树分析理论，建立了三峡升船机运行各个阶段的故障树，实现了故障诊断算法，并且研制了三峡升船机故障诊断演示系统．系统包括一个基于ＷＩＮＤＯＷＳ的软件包和一个故障模拟装置．

三峡升船机的水动力计算

以加速度势为待求变量 ,在水动力学线性理论的框架下 ,建立了承船厢在升降过程受到加速度激励时 ,厢内流体和船体运动的求解方程 ;考虑了流体和船体运动间的耦合效应 .问题用边界元方法求解 ;利用 Green函数的一种几何约束 ,减轻了场点与源点重合时造成的奇异性 ,以及流域角点处确定立体角的麻烦 .对自由表面的网络进行了特殊的划分 ,可适应多艘船舶在自由面上任意布置的情形 .通过对程序进行多方面的验证 ,表明文中的理论和数值计算是合理的 。

水力式升船机卷筒制动器意外上闸风险及应对措施

正常运行过程中同步系统卷筒制动器意外上闸是水力式升船机最严重的事故工况之一。结合景洪水力式升船机设计参数,分析了该事故工况下升船机存在的安全风险,提出了相应的应对措施和控制指标,探讨风险预测的理论计算方法,并通过原型观测试验检验理论计算方法与应对措施的有效性和可靠性。

卷扬垂直升船机水动力学一些问题的探讨

卷扬垂直升船机的水动力学是一个复杂的课题，过去国内外对此研究甚少。近十余年，我们通过对三峡升船机水动力学的模型试验研究，尤其是通过对福建水口、广西岩滩两座升船机的大比尺全整体模型试验研究，积累了较多资料，本文综合这些试验研究成果，对垂直升船机运行中的水力特征值：如厢内水体波动形成的纵向偏心距、船厢的稳定、船舶行驶在厢体中的最大下沉量、承船厢入水时池内水面的最大升高值、卧倒门开启的工作条件等问题，作了比较系统的分析和介绍。

钢丝绳卷扬垂直提升式升船机整体物理模型全相似模拟

升船机设计和建设中,整体物理模型试验是研究和解决升船机运行中水力学、机电、控制等诸多问题的有效手段。结合前人研究成果,分别对承船厢、平衡重系统、塔柱结构、机械同步系统等钢丝绳卷扬垂直提升式升船机核心部分在模型设计中需满足的相似准则进行了初步分析,指出其全相似模拟还需满足的理论条件和设计思路,并主要对机械同步系统提出了全相似模拟的方法。最后探讨了升船机整体物理模型全相似模拟的可行性和必要性。

三峡升船机及临时船闸时效变形的分析预测研究

以实测值数据为依据，从分析升船机及临时船闸变形监测资料着手，[研究多模型识别、多测点预测方法，并使用指数模型，对升船机及临时船闸变形进行探索性的预测。提出了时效变形基本稳定的时间和测值。