CFD模拟技术在上海中心大厦屋面雨水系统消能措施上的应用研究

上海中心大厦建筑高度580m,塔冠高度632m。塔楼屋面采用87斗屋面雨水系统,裙房屋面采用虹吸式屋面雨水系统。87斗雨水系统的流态特殊,使其在超高层屋面雨水系统的运行工况介于典型的重力流和虹吸满管流之间,随着降雨量的增大,局部管段会出现水塞流,形成数米乃至数十米的满管水柱。因此,单靠增加雨水系统的阻力难以达到消能的效果,超高层建筑屋面雨水的重力势能在雨水系统的出户管上转化为巨大的流速水头(动能),雨水对出户检查井产生很大的冲击力并在检查井中水气分离。为解决上海中心大厦屋面雨水的消能问题,采用CFD模拟技术对检查井和消能池中气水两相流的工况进行计算机数值模拟,以评判检查井和消能池的消能效果和排气效果,为系统设计提供技术支持。

浅析山区河沟多级跌水消能措施的设计

该文针对山区大多数河沟的底坡较陡,流速较大,极易受到坡面洪水的冲刷影响,结合实例,通过设置多级跌水消能措施,分析其消能效果,为山区河道整治及岸坡防护提供设计思路。

泄洪闸下游消能措施的数值模拟研究

在水利工程领域中,泄洪闸的下游水位波动比较大,一般情况下可以通过设计二道坝、消力池、消力墩等措施来减缓这种影响,但是对于不同的闸坝泄洪,则需要设计不同的消能措施来减缓。以某泄洪闸为基础,通过在下游河道处对两岸边坡开挖进行扩宽处理来达到其消能目的。结果表明,对泄洪闸下游河道边坡扩宽处理,可以有效减缓下游河流流速的急变且增加消能率,有利于泄洪水流平缓的过流,对下游冲刷影响相对较小。

PVC管在洞涵工程中消能措施探讨

PVC管灌溉洞已被广泛地应用于小型水利工程。从1987年开始投入运行至今,效果很好。但在消能部分还存在着一定问题,一是进入消能井中的水流条件,对消能井墙壁冲刷严重;二是从消能井出来的水流,消能不彻底,对渠首冲刷比较严重。 对原消能措施进行分析,并提出应用弯管消能与圆管消能的措施。

超高层建筑雨水立管消能措施对87斗系统的影响

工程上,超高层建筑塔楼屋面一般采用87型雨水斗系统,并会对雨水立管设置π型弯、横管折转、立管扩径等常规消能措施,以期达到减压、消能的目的。运用数值模拟技术,针对采用常规消能措施的立管系统,以水气比、流速、动水压、速度水头等作为考察指标,分析其实际消能效果及可能存在的问题。100 m高平台模拟试验结果表明,与无消能措施系统相比,采用π型弯和横管折转措施不但不能减压和消能,反而会增加系统的流速和压力波动峰值;而采用立管扩径措施时,在流速峰值指标方面略有降低,但在动水压指标方面其效果不如无消能措施系统。

沙颍河耿楼船闸集中输水系统的消能工设计

本文对耿楼船闸集中输水系统的水力特点和消能措施的关系进行了分析,通过水力计算对集中输水系统消能工的设计进行了综述。

卡基娃水电站导流洞出口消能研究

为避免导流洞出口水流对卡基娃滑坡及下游岸坡的冲刷,对导流洞出口消能措施进行了研究。通过水工模型试验,测定导流洞出口在不同工况下对下游河床及滑坡体坡脚冲刷情况(岸边流速、最大冲刷深度及冲刷范围);根据试验分析结果,提出了导流洞出口体形优化建议,最终采用导流洞出口设置1.5m高消力坎并结合右岸泄洪洞出口施工进行右岸提前扩挖消能方案。该研究对于减小导流洞出口对下游冲刷具有重要的指导和验证意义。

贵广铁路深路堑陡坡危岩落石整治方案设计

文章以贵广铁路D3K 456+752.562~D3K 456+923段深路堑陡坡危岩落石工点为例,在地质调查资料的基础上,采用落石分析软件对危岩落石滚落轨迹及能量分布进行数值模拟分析。针对工点空间位置有限,路堑两侧边坡高陡,危岩落石分布区域大、储量大的特点,提出"一清、二防、三拦截"的设计原则,并结合数值分析结果采取锚拉式拦石墙与消能措施相结合的整治设计方案,其设计成果可以为类似工点提供借鉴。

山地抗落石廊道系统的设计概述

针对地震灾害多发地区边坡结构不稳定,边坡上的碎石、土块滚落的情况进行了分析,提出了使用边坡防护加廊道抵抗的联合系统,阐述了保证山地地区道路行驶安全的措施,以预防落石造成的灾害。

某水电站导流洞出口体型优化设计

水力学模型试验能够验证水力学计算成果的准确性,为优化设计提供科学依据,是大中型水电工程施工导流设计过程中的重要参考依据。为避免导流洞出口水流对下游的冲刷,对导流洞出口消能措施进行了研究。本文通过物理模型试验的前后对比,得到导流洞出口体型优化建议方案。

喀麦隆Mekin水电站工程台阶式溢流坝设计

喀麦隆Mekin水电站工程地处热带雨林气候区,具有来水流量较大、水头较低、水库调节库容小、下游河道抗冲刷较弱的特点。为解决大流量下传统消能设施结构布置复杂、投资较大的设计难题,本工程通过溢流坝下游消能方式比选,成功运用台阶消能的原理,取消了坝下消能设施,节省了大量工程投资,下游消能问题得到圆满解决,可供类似工程参考。

超高层建筑屋面雨水系统设计探讨

文章对超高层建筑屋面雨水系统流态进行分析,针对降雨量超设计标准时雨水管道可能存在压力流的问题,提出设置溢流口、提高排水能力、设置减压水箱等解决措施;针对超高层建筑雨水冲击力大的问题,提出雨水消能措施;针对雨水系统管道承压及管材选择提出建议。

佛山国际家具博览城虹吸式屋面雨水排水系统应用技术

佛山国际家具博览城屋面汇水面积高达10万m2,采用了虹吸式屋面压力流排水系统,对屋面汇水区域进行了划分,根据建筑情况配置了相应数量的雨水排水系统,解决了屋面的雨水排水问题。本文就屋面雨水排水系统实际安装中遇到的一系列技术问题进行了探讨,提出了应对的措施。

Infoworks ICM软件应用于城市山洪管理工程案例分析

某城市高铁站区建设范围受到东侧暴雨山洪水影响,在工程建设过程中,需有效的对山洪水进行疏导和排放,确保高铁站区的安全运行。利用新建高铁站和周边道路改建的契机,排洪箱涵随路敷设,将山洪水排入项目区西侧8 km的收纳河道。工程实施过程中,山洪流量资料较为缺乏,如何确定山洪流量和运用相关工程设施对山洪水进行消能和安全排放是该项目需要解决的主要问题。传统的雨量计算方法无法考虑排洪箱涵本身的调蓄功能,该工程实施过程中,利用Infoworks ICM软件模拟分析山洪不同标准汇水过程确定山洪的流量,运用多种消能措施来削减山洪的动能和势能,保障排洪箱涵设施的安全运行。对于同类型城市的山洪防治工程具有参考意义。

三维VOF模型在云南某台阶式溢洪道水流特性分析中的应用研究

台阶式消能段可以有效迫使水流发生旋滚,有效消耗水流能量,是水电站溢洪道目前最常用的消能措施之一。为进一步了解台阶布置形式对水流流态分布影响,提高溢洪道消能效率,同时研究实例工程,即云南澜沧江上游某大型水电站溢洪道的最佳台阶布置形态,本文将三维VOF方法引用至水利工程水流形态计算研究中,分析了四种体型工况在设计工况和校核工况下的水流特性。结合整体流态、流速、脉动压力分布和消能效率对比,本文最终推荐体型方案三作为推荐方案。

南昌市青岚水渠截污管道工程设计

南昌市青岚水渠截污管道工程是南昌市的重点项目,通过对该工程设计经验的总结,介绍了截污管道工程的确定总体方案的思路、截污干管附属特殊构筑物及穿越障碍物的设计等方面的经验,其对城市水系的截污管道工程的设计、建设具有很强的参考价值。

浅论300 米以上超高层建筑的雨水系统

结合深业上城项目的双塔,就300 米以上的超高层建筑的屋面雨水系统的理论、系统选择、具体消能技术措施等进行分析和探讨。

某水闸枢纽工程消能结构设计

文章结合实例介绍了消能措施及设计工艺,通过分析研究可知,水闸的消能效果有了明显的提高,尤其是消力池消能率较高,能起到良好的消能效果。因此,结合水闸枢纽工程的消能结构设计需求,在对水闸枢纽工程的消能结构进行优化中,对结构参数进行优化,提高水闸枢纽工程的消能、泄洪控制水平。希望此次研究能够有效提升水闸消能整体水平,为今后水利工程发展提供帮助。

兰成管道石亭江穿越管段水毁事故原因

兰成管道石亭江穿越管段遭遇四川西北地区突降百年一遇暴雨,被冲出并断管,造成水毁事故。为了查明水毁事故原因,对设计阶段的合理性进行了评断,并从断管的直接原因和根本原因两方面进行分析,结果表明:人民渠大坝的不断加固,造成河床的不断切削,使兰成管道石亭江穿越管段逐渐暴露而受到损毁。水上构筑物对油气管道影响非常大,在设计、运行阶段都应引起重视,由此提出了对于管道修复的建议及要求:必须对管道穿越地区做详尽的地质考察和水文评价;注重穿越河流自身的特点,重视河势分析,充分考虑各种风险因素,加强对穿越断面的比选;重视采砂、采石、采矿等人为活动对河道的影响。