河道阶梯形丁坝冲刷形态和冲坑特征的研究

为了减小洪水对河道阶梯形丁坝的影响,防止河道汛期积淤。本文采用数值模拟法对河道阶梯形丁坝的冲刷特性进行分析。结果表明:恒定水流作用下,阶梯形丁坝的水流冲刷深度、冲刷面积和冲刷量随时间增加均快速增大,后逐渐趋于平稳。随着丁坝相对高度的增加,最大深度和平均深度逐渐减小。以上研究可为河道治理工程提供参考。

激冷式气化炉液池内射流冲坑特性数值模拟

对激冷式煤气化炉内顶部浸没式气体射流冲击液池的行为过程进行数值模拟,将模拟结果与可视化实验结果进行对比;获得气体射流冲击液池形成冲坑的演变过程;引入特征深度和特征半径两个特征参数表征冲坑特性.研究发现,在冲坑停滞阶段,冲坑特征深度和特征半径随气体射流速度的提高呈现逐渐加速并最终趋于平缓的增长趋势;随着下降管出口静态淹没深度的降低,冲坑特征深度和特征半径随气体射流速度的增长程度相对平缓,同时特征深度和特征半径减小.

多波束测深在漾头水电站下游冲坑测量中的应用

水电站经过长期运营,在水力因素和河床地质的综合作用下,大坝下游很容易形成冲坑,传统的坝后冲坑范围界定常采用人工巡查和逐点测量的方式,分辨率和测深精度较低。利用多波束测深技术进行全覆盖测量,对水下高精度点云数据进行三维建模,可以全面客观地反映冲坑现状。以漾头水电站消力戽下游冲坑测量为例,利用Kongsberg EM2040C(双探头)多波束测深系统和水下机器人,得到了冲坑水下三维地形图和视频资料,并与消能戽下游冲刷坑深度经验公式计算结果进行对比,为该电站冲坑的稳定性评价和发展演化提供了可靠的数据资料。应用成果对类似坝后冲坑的现状测量和加固修复具有一定的借鉴意义。

挑流冲坑三维紊流场的数值模拟

本文利用ｋ－ε紊流模型对挑流冲坑紊流流场进行了三维数值模拟研究，计算中考虑了冲坑底部复杂的边界条件和自由水面条件对水流结构的影响，结果分析表明，采用的数值方法可行，计算结果合理，在此基础上，可进一步研究冲坑的消能机理和冲坑的动态发展过程。

挑流冲坑内水流特性的数值模拟

本文对挑流冲坑形成后的水流特性进行了数值模拟。通过采用局部流线迎风有限元法及k-ε湍流模式,计算了冲坑内水流运动的速度和压力分布,模拟出水流的表面旋滚和自由面位置,为分析下游河床的冲刷提供了必要的水力参数。研究表明,用数值模拟方法探讨挑流冲刷的水流特性是可行的。

一级直线边墙窄缝挑坎参数选择与冲坑深度估计

以理论关系为基础给出了一级直线边墙窄缝挑坎的边墙收缩角、收缩比和挑坎出口底板竖向挑角的确定方法,对任意选择的6个工程采用建议方法得到的计算值与它们的选用值一致;还给出了估计窄缝挑坎后冲刷坑深度的经验表达式,计算结果与几个文献中的实测结果基本一致.

冲击水浴除尘器淹没气体射流冲坑形态数值模拟

在自行设计制造的冲击水浴除尘器试验台上,采用VOF界面跟踪法对冲击水浴除尘器中二维淹没气体射流冲坑形态进行了数值模拟,气液两相流的相互作用通过力平衡和动量交换获取。结果表明:气体入口速度是影响淹没气体射流冲坑特征形态的主要因素之一;气液两相独特的性质决定了其独特的运动方式,从而影响冲坑膨胀停滞阶段冲坑的特征形态;随着气体速度的增加,冲坑特征半径和冲击深度会增加,且增幅越来越大。

多波束探测技术在坝下游冲坑检测中的应用

水电站是兼具防洪、发电、供水等多种效益的重要水工建筑,保证水电站运行安全是相关管理单位的首要职责。由于水电站泄洪、发电尾水等的长期冲刷,水电站大坝下游很容易形成大的冲坑。冲坑的发展不仅会对下游河床造成破坏,影响护坡安全,还会对大坝稳定性造成威胁。对坝后冲坑进行精细测量,掌握冲坑发展状况,必要时及时进行修复治理是保障大坝安全的重要手段。采用高精度、高效率的多波束声波探测技术对某水电站溢洪道消力池进行了水下地形测量,摸清了冲坑的基本情况,为水电站安全运行提供了可靠的数据支撑,可为同类工程提供借鉴。

冲坑发展过程动态采集系统

在小湾水电站拱坝下游冲刷平衡深度的研究中，清华大学研究了一套动态采集系统，它可用计算机自动记录不同时刻的深度，并可绘制冲刷深度的发展过程．该采集系统主要是在小湾工程断面模型试验中用于量测坝身表孔和中孔泄洪时，下游冲坑的发展过程．试验工况分别取表孔泄洪、中孔泄洪和表中孔联合泄洪三种工况．从各种工况下冲坑深度发展过程实验结果与采用公式计算的理论预报曲线比较看，两者吻合较好．该系统构造简单，操作方便，成果可靠．

葛洲坝大江电厂排砂底孔进口冲坑处理

葛洲坝大江电厂排砂底孔在2000年潜水检查时发现其进水口检修门底槛有大小不等的冲坑,部分钢筋网冲蚀外露,为此,使用了PBM聚合物混凝土和963水下环氧混凝土简易法铺填冲坑和专业化修复冲坑。冲坑修复后经过数次运行后的潜水检查,达到了一定效果。本文介绍了葛洲坝大江电厂排砂底孔进口冲坑形成原因的分析、修补技术方案、修补材料的选用以及修补效果。

丹江口工程下游岩性与冲坑变化的探讨

通过丹江口枢纽泄洪深孔下游基岩多年冲刷坑实例 ,以及大量的原型观测 ,收集了冲刷的形成、发展等有关资料 ,与水工模型冲刷试验成果得到相互验证。同时结合河床地质条件、基岩节理块形状、岩石的性质、断层的破碎带、裂隙发育、缓倾角等因素与冲刷坑形成过程进行综合分析 ,对挑流下游基岩冲刷模拟方法进行了讨论 ,为今后挑流下游基岩冲刷预报提供了参考。

局部冲坑对导管架刚度影响的模型试验

采用缩尺4桩导管架风机模型试验研究冲坑对导管架刚度的影响。通过控制导管架基桩冲坑出现顺序及不同冲坑深度模拟冲刷过程,研究静力荷载作用下局部冲坑对导管架基础刚度、内力分配规律的影响以及冲坑分布、冲坑深度、冲坑出现顺序、冲坑坡度对导管架共振频率的影响。结果表明:荷载较小时,1.5 D(D为桩径)深度以内的局部冲坑对导管架静刚度的影响较小,但冲坑对静刚度的影响随荷载增加而逐渐增大;当冲坑深度大于1 D时,导管架共振频率开始出现下降趋势,此时任意基桩再出现更深冲坑都会引起共振频率的较大下降;当局部冲坑深度分别为1.5 D和2D时,风机共振频率分别下降约3.2%和6.3%;当冲坑形状为圆锥形时,保持局部冲坑深度不变,改变冲坑坡度对导管架风机共振频率影响较小。

陈村拱坝坝后冲坑分析研究

陈村拱坝采用两侧挑流对冲式消能,坝后河床已经历接近100a一遇洪水的冲刷,左、右两侧各形成一个大冲坑。冲坑发展趋势分析、原型与模型对比分析、地质条件正反分析一致表明,左侧冲坑深度和最深点的位置都有异常现象,其主要原因是一条大断层的不利影响。目前左坑尚不危及坝趾基岩稳定,但对左岸进厂公路已构成威胁,必须及时加以处理。

高坝二级挑流的挑距与冲坑

文中结合四川省某水电站洞式溢洪道的大比尺水工模型试验,分析了二级挑流优化方案的试验结果,表明通过创新地采用二次挑流消能方案,可以有效分散消能,降低挑射水舌高度,减小河床冲刷。对二级挑流方案的挑距、冲坑进行了计算,与试验结果吻合较好。

葛洲坝大江电厂排沙底孔进水口门槽底坎区域冲坑成因分析及处理方法研究

如何解决低水头径流式电站的防沙问题,防止发电进水口淤积,减少泥沙过机一直是水工建筑物检修的技术难点。本文通过对葛洲坝大江电厂排沙底孔上游检修门槽底坎区域冲坑成因的分析及处理方法的研究,希望能够对同类型水工建筑物检修提供借鉴。

葛洲坝大江电厂排沙底孔进水口门槽底坎区域冲坑成因分析及处理措施

如何解决低水头径流式电站的防沙问题,防止发电进水口淤积,减少泥沙过机一直是水工建筑物检修的技术难点,通过对葛洲坝大江电厂排沙底孔上游检修门槽底坎区域冲坑成因的分析及处理方法的研究,希望能够对同类型水工建筑物检修提供借鉴。

射流作用下不同沙床动态冲坑变化规律的试验研究

基于泥沙动力学和射流冲刷理论,对粗沙沙床和中沙沙床在某一流速下进行不同靶距的淹没射流实验,通过高速摄像机捕捉动态冲坑在短时间内的发展变化,分析了在前10s和前1s内的坑深发展规律。并将前1s等分成24个时间段分析其细微变化。结果表明:冲坑深度在前10s内基本呈对数规律发展;射流冲刷刚开始时中沙沙床冲坑深度的发展趋势有时滞后于粗沙沙床;冲坑深度随时间有先增加后减小的趋势,在此流速下存在一个最优靶距。此实验的研究成果在疏浚工程施工作业时具有一定的参考价值。

挑流冲坑紊流场的二维数值模拟

利用代数应力模型对淹没冲击射流作用下的冲刷坑内紊流场结构进行了二维数值模拟.计算中采用贴体正交网格变换处理不规则的冲坑几何边界,用VOF方法处理自由水面条件对水流结构的影响.结果分析表明,采用的数值方法可行,计算结果合理,在此基础上,可进一步研究冲坑的消能机理和冲坑的动态发展过程.

丁坝坝头冲坑三维流场分析

运用Vectrino流速仪,对丁坝坝头附近三维流速进行了测量,详尽分析了坝头冲坑的形成机理。通过采用定床模型与动床模型相比较的方法,分析坝头附近三维流场的不同,得到了坝头冲坑形成的过程和冲刷的原理。结果表明,形成坝头局部冲坑的根本原因是由于底部流速的增加和主流断面收缩而导致流量集中所造成,不断产生的漩涡向下游扩散并卷起坝头附近槽底泥沙随水流而被挟带到坝后,加速了冲坑的形成。