扇形中枢旋转门动水压强特性研究

鉴于扇形中枢旋转门是一种结构新颖的闸门,其过流流态与传统闸门有显著区别,为研究扇形中枢旋转门的动水压强特性,基于吴淞江整治工程60 m大孔闸及其消能设计工况,对闸门不同开度系数进行模型试验,分析了不同开度系数条件下的时均压强、平均波动幅度、脉动强度、频谱特性。结果表明,各开度系数下,门叶时均压强均为正压;总体脉动压强幅值较平稳,各测点在不同开度系数下脉动压强接近正态分布;脉动强度大小随开度和测点位置的变化而变化,随着开度系数的增大,脉动强度呈先减小后增大的趋势分布,脉动压强属于低频脉动;宽度方向测点位置的变化会对测点脉动强度的大小产生影响,可用中线位置脉动强度代替整体模型脉动强度。

窄缝式挑坎体型及动水压强特性分析

通过窄缝式挑坎的体型布置、动水压强特性等资料的总结和分析研究,对窄缝式挑坎的体型布置和反弧收缩段动水压强的计算方法进行探讨。将反弧收缩段的窄缝式挑坎动水压强分为两部分:一为反弧段曲率边界引起的离心惯性力,二为窄缝挑坎水流横向收缩产生的附加动水压强。通过分析研究和水力模型试验,提出了窄缝式挑坎最大动水压强的估算式。研究成果可供工程设计参考。

反拱水垫塘底板缝隙中动水压强特性的试验研究

对反拱水垫塘底板缝隙中动水压强的特性进行了详细试验研究 ,得出缝口动水压强阻尼特性、盲缝和通缝边界条件对动水压强幅值、时域和频域影响 ,动水压强幅值和谱密度变化规律 ,从而揭示反拱水垫塘底板稳定机理 ,说明反拱底板稳定性比平底板优越。

基于FLUENT软件的雨天轮胎动水压强的影响因素研究

动水压强是影响汽车雨天滑水的直接因素。通过建立纵横向花纹轮胎有限元模型,利用Fluent软件模拟不同行驶条件下轮胎所受的动水压强大小以及轮胎不同部位水流速度的分布规律,并根据数据结果回归得出了行车速度、水膜厚度和轮胎花纹深度与动水压强的关系式。结果表明:轮胎所受到的动水压强取决于水膜厚度、胎纹深度及行车速度;随着水膜厚度的增加,动水压强与车速的关系逐渐由非线性向线性转变;行车速度对动水压强的影响最为明显,仅改变轮胎花纹深度不能完全避免车辆滑水。

反拱水垫塘拱圈底板动水压强变化规律的研究

采用先进的模拟方法和量测手段,对高水头和大流量作用下反拱水垫塘拱圈底板动水压强进行了详细的试验研究。实现了拱圈位于反拱水垫塘流场中任意位置时,同步量测底板表面和底板缝隙中动水压强,得出拱圈底板动水压强沿流程以及沿拱圈横向的分布规律,揭示了底板块上举力的形成和变化机理;提出把底板缝隙动水压强划分为三种形态;提出底板块振动的可能方式;得出拱圈底板缝隙动水压强的频率分布范围比底板表面的更窄,但两者优势频率接近,脉动能量都以低频为主。

新型静水压强实验设备研制及教学改革实践

经全面调研,自主研制了新型静水压强实验设备,既克服了旧式设备的弊端,又增设了新的实验方法,拓展了新的实验教学内容。从实验方法、实验教学内容、实验教学方式3个方面实现了全面的改革创新,并积极开展开放式实验项目,全方位提升了实验教学质量,有助于高校培养具有创新型、研究型全面发展的高素质人才。

反拱水垫塘拱圈底板动水压强时域与频域的变化规律

设计试验装置，测量高水头和大流量作用下反拱水垫塘全流场内拱圈底板动水压强．利用分析方法，得出拱圈底板表面与底板缝隙动水压强自相关特征和时空相关特征的变化规律，分析其与反拱水垫塘内水流的流动结构和流态之间的关系，揭示拱圈底板动水压强的变化和传播机理；对其频域特性进行分析，结果表明：拱圈底板表面动水压强的优势频率分布范围较广并比底板缝隙内的宽，其峰值频率分布范围主要集中在0～1Hz，脉动能量均以低频为主．

静水压强及真空仪的研制

介绍一种室内开展静水压强测定的试验装置,即静水压强及真空仪。该仪器可实现在液体表面压强大于、小于及等于大气压强的条件下,试验人员测定液体内部不同位置的压强大小。通过试验,学生能较好地掌握静水压强的基本方程,理解几个关于压强的重要概念,同时,该试验的开展,使实验教学效率和效果明显得到了提高。具有一定的实践教学意义及推广意义。

关于工科水力学教材中静水压强特性问题的讨论

指出并充分论证了国内现行工科水力学和流体力学教材中关于“静水压强特性”在提法上普遍存在的问题。

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 。

跌坎型底流消能工冲击区时均动水压强计算与试验

应用平面紊动射流理论,对跌坎型底流消能工消力池内水流流态进行分区,并分析了冲击区水流结构。同时根据动能势能转化原理,采用坐标转换的数学方法,推导出跌坎型底流消能工冲击区时均压强的经验公式。最后,利用水力学模型试验,验证了该公式的合理性,并通过改变入池能量、入射角度、跌砍深度等条件,分析了跌坎型底流消能工冲击区时均压强的变化规律。

考虑边界层发展时溢流反弧段动水压强的确定

溢流反弧段流线的曲率呈沿程变化，而反弧上下切点位置处边壁曲率却发生突变。通过在反弧上下切点位置补充定义使其曲率连续，并假定在该位置附近流线曲率呈线性变化，考虑了重力及离心力的影响，计入边界层发展，推出溢流反弧段动水压强计算公式，验证表明，该公式正确可靠。

高坝挑流掺气水舌对水垫塘动水压强的缩尺影响

应用动量积分法 ,导出掺气水舌的一维扩散方程 ,用龙格库塔法求解 ,得到掺气水舌在水垫塘中扩散的流速分布 ,表明增大水舌掺气量会使水舌在水垫塘中的扩散流速衰减加快 ;分析得到掺气对水垫塘底板动水压强的缩尺影响的估算公式。对前苏联拉得任水垫塘原型观测资料进行验证计算 ,并对小湾工程、溪落渡水垫塘掺气缩尺影响进行了估算。研究表明比尺为 10 0～ 15 0的重力相似模型中 ,水垫塘底板动水压强缩尺为 λΔp =1 3- (λ) 2 。

高坝水垫塘护坡板块动水压强特性试验研究

针对高坝泄洪消能防护安全问题,通过模型试验,对护坡板块背/迎水面的动水压强进行同步测量,从时域、频域角度研究护坡板块的动水压强特性,对比不同止水破坏型式和不同排水速率对护坡板块的水动力特性的影响,揭示护坡结构失稳机理。结果表明:(1)在排水失效情况下,盲缝一(仅上侧止水破坏)为止水破坏最不利情况,缝隙内的水不容易排出,护坡板块背水面脉动压强最小、时均压强最大,产生较大的时均压强差,背/迎水面测点的相关性最弱会产生较大脉动压强差;时均压强占主导地位,产生较大的背/迎水面总压差,致使板块最容易失稳。(2)对于抽排板块,当排水速率一定时,板块下部测点的时均压强差大于上部测点;随着板块排水速率的增加,背水面时均压强和背/迎水面压强差都逐渐减小,且减小趋势变大。对于水位剧烈波动区域,抽排板块相对于排水失效板块更利于护坡结构的稳定。研究成果可为水垫塘边坡防护结构的设计优化提供理论依据。

半隐式离散方法求解非静水压强假设下的三维自由面流动

利用半隐式有限差分方法对非静水压强假设下的三维自由面流动问题进行模拟与讨论.此算法所描述的流动模型在通常情况下比静水压强假设下的流动模型更加精确,特别是针对一些地形变化比较剧烈的高频短波问题.在任意尺度的非规则区域上,采用三维Navier-Stokes方程来描述自由面流动的控制方程.动量方程、连续方程、自由面水位演进方程均采用半隐式离散格式进行离散.并通过三维线性驻波验证算例和连接丹麦与瑞典的跨海工程(Φresund海域)潮流模拟的应用算例,说明该模型模拟三维自由面流动问题较静压假设下的三维浅水模型具有较大的优越性.

静水压强仪的研制及测试分析

通过改变调压筒的不同位置高度 ,来改变密闭水箱内液面压强 ,这个液面压强的增压或减压值 ,则用安装在密闭水箱不同部位的测压管量测出来。

连续急变流动水压强分布规律的总流分析法

本文从分析质点受力情况入手，用总流分析方法研究急交流过水断面上动水压强的分布规律，推导了急变流过水断面上动水压强的计算公式．并通过试验得到验证．

复杂收缩边墙的窄缝式挑坎动水压强研究

窄缝式挑坎段边墙承受的动水压强比常规挑坎边墙动水压强大的多,而以往的研究主要限于直线收缩边墙的窄缝挑坎段的动水压强。在现有的直线收缩边墙窄缝挑坎段动水压强计算方法的基础上,对凹曲率的圆弧收缩边墙、不对称收缩边墙和梯形出口断面等窄缝挑坎段边墙的动水压强计算方法进行分析,并给出了相应的计算实例。计算方法的结果与模型试验成果较吻合。

计算电站流道垫层结构内水压强分配值的方法

明确流道中的垫层结构内水压强分配值在水电站设计中至关重要。结合ANSYS后处理特性,提出了利用有限元软件计算分析外围混凝土、钢板以及有无垫层区内水压强分配值的4种计算方法,即节点应力处理法、截面内力法、节点应力积分法、等效力法,并给出相关验证说明。可针对所计算结构的复杂程度选取相应的计算方法,其中利用等效力法可以求解整体复杂三维模型中钢板和外围混凝土分配值,其操作简单,成果可靠,解决了用简化二维模拟的方法分析整个三维结构各部位分配的内水压强数值的问题。

静水压强实验仪的改进及实验

老式静水压强实验仪存在的问题有 :压力调节过程繁琐 ,容易外溢 ;刻度板与密封箱距离远且零势能面不一致 ,造成视觉误差大且计算量增加 ;落地式容易被学生碰撞 ,造成不安全因素。针对老式静水压强仪中存在的具体问题 ,进行了如下几个方面的改进 :由水桶调压改为气囊调压 ;将刻度板与调压筒紧挨在一起且零势能面相等 ;将落地式改为台式。结果表明 :改进后的静水压强仪的精度较改进前的提高 0 .6 1% ,且具有测试方便、直观性强。