不同收缩形式长喉槽收缩率与泥沙淤积特性研究

长喉槽是一种经济、稳定、水头损失较小的量水设施，为优化其体型设计，并为其应用于含沙水流渠道量水提供参考，采用三维流体力学计算软件对不同收缩形式长喉槽内部的水流与泥沙特性进行了模拟计算。在验证数值模型可靠性的前提下，由弗汝德数、渠道超高分析确定了收缩率取值区间：仅有侧收缩形式0.36～0.40、仅有底收缩形式0.40～0.72、既有侧收缩又有底收缩形式0.36～0.73；水流含沙时，模拟结果表明泥沙主要淤积在长喉槽上游行近渠段，并且泥沙淤积厚度：仅有侧收缩形式<既有侧收缩又有底收缩形式<仅有底收缩形式。研究表明3种收缩形式长喉槽中，既有侧收缩又有底收缩形式结构设计灵活度高，从泥沙淤积角度考虑，仅有侧收缩形式最优，结论可为我国多沙河流灌区的长喉槽量水设计提供技术依据。     

灌区特设量水设备水量监测误差分析

特设量水设备在灌区水量监测中发挥着十分重要的作用,其中量水堰槽在实际应用中使用最为广泛.在分析主要量水堰槽流量计算公式的基础上,对其由于水位监测误差而导致的流量计算误差进行了分析,以期在实际应用中对水位计的选型及精度控制起到一定的借鉴作用.     

灌区末级渠道量水设施水流水力特性数值模拟北大核心

针对支渠以下末级渠道流量量测精度高和水头损失小的要求,寻求不同量水槽与流量相匹配的适用条件。采用标准k-ε方程模型模拟不同流量情况下巴歇尔槽和长喉道槽内的水流水力特性,分析了不同流量条件下的模拟精度、水面线、流速、流线及水头损失变化。结果表明:(1)巴歇尔槽和长喉道槽的流量模拟误差均在10%以内,但巴歇尔槽模拟精度整体优于长喉道槽,巴歇尔槽流量模拟精度随流量增加而增加,而长喉道槽模拟精度随流量增加而降低。(2)巴歇尔槽和长喉道槽均对上游渠道产生壅水作用,但相比于长喉道槽,巴歇尔槽内水面线降落比较平缓,导致同流量下巴歇尔槽水头损失小于长喉道槽。(3)由于巴歇尔槽喉道壅水作用明显,巴歇尔槽喉道内流速增大是产生水头损失的主要原因,而长喉道槽产生水头损失的主要原因为槽底部断面变化。因此,综合考虑下巴歇尔槽适合于渠道小流量量测,长喉道更适合渠道大流量量测。     

一种新型量水设备通过鉴定

由武汉大学承担的“九五”国家科技攻关计划项目“节水农业技术研究与示范”“明渠测流长喉槽结构优化及设计理论研究”成果 ,通过由水利部国际合作与科技司组织的鉴定专家委员会鉴定。该研究成果的创造性、先进性体现在以下方面 :(1)分析对比了国内外现有的明渠量水设施和存在的问题 ,选取量水精度高、水头损失小的长喉槽作为研究对象。(2 )采用边界层理论分析计算长喉槽水力特性 ,除了考虑垂直收缩影响外 ,还增加侧向收缩影响 ,提高了计算精度 ,量水公式误差小于 1.5 %。(3)通过一系列的模型实验 ,寻找沿程水头损失和局部水头损失均较小的…     

高转速行星齿轮止推垫圈流体动压润滑特性

以直齿行星排的行星轮止推垫圈为对象,为了减小其与行星齿轮之间因轴向力而导致的磨损,通过对止推垫圈加工径向沟槽的方法,对其进行流体动压润滑设计,使止推垫圈与行星轮间有相对运动时产生流体动压承载力,从而使两者之间实现非接触而减小磨损.因结构的对称性,允许正反向旋转且加工容易而选择径向直线矩形槽.建立了定常雷诺方程的模型,应用有限体积法对其进行离散求解.分析了槽数、槽宽比、槽深和径向宽度等结构参数对垫圈流体动压力承载性能、润滑油流量和温升的影响规律.考虑到工程应用,着重对较少油槽数量（2～12）情况下的润滑特性进行了分析.结果表明：槽数约为20时,油膜具备最大的承载力;油槽数量介于10～60时具备较大的承载力;槽区角度与周期槽角度之比约为0.5时具有最佳承载力,径向宽度越大则承载力越大;槽数越多、槽深越大、径向宽度越大,流量越大,反之减小;槽宽比增大能使流量减小;降低润滑油温升的措施为增加垫圈槽数、增大径向宽度,使槽深处于10～40μm.     

长喉量水槽的设计原理和应用

为了使长喉量水槽在国内得到广泛的应用,充分发挥其优势,本文祥细介绍了它的结构和原理,几种喉部断面形状及其各自的流量计算公式;本文还对长喉量水槽的各项水头损失、临界淹没界限、量水精度、测流范围等作了充分分析;最后,简要介绍了长喉量水槽的一些优点。     

大水位变幅下库区取水泵站水泵机组变频调速研究

【目的】解决库区取水泵站在上游水库大水位变幅下与下级泵站之间流量不匹配的问题,【方法】基于水泵变频调速原理和某梯级提水设计系统模型,采用定性相似分析,定量计算的方法研究分析了取水泵站在水库不同水位下,水泵工况、变频运行范围及运行工况参数,针对取水泵站在大水位变幅下与下级泵站间的流量匹配计算提出了建议。【结果】在上游水库不同库水位下,采用变频运行方式进行泵站供水量和下级泵站需求流量之间的匹配调节完全可行;定性相似分析计算法也为流量匹配结果提供了验证。【结论】水泵变频技术和定性相似分析计算法可用于库区取水泵站的水泵机组在大水位变幅下变频运行时额定工况点的确定。     

基于最小二乘法的绳套型水位流量关系最优定线研究

汛期河道的水位流量关系通常呈绳套型,对其进行高精度的定线是洪水资源实施高效管理的基础。传统的定线方法效率低,误差大,因而本文使用最小二乘法为优化方法,对绳套型水位流量方程进行优化定线。首先,Saint-Venant方程中的迁移惯性项和局地惯性项被去掉以简化方程,附加比降被引入以使方程能够拟合绳套型曲线;然后,简化后的方程通过取对数、多项式展开和幂级数展开被线性化;最后应用最小二乘法估计线性化方程中的参数。对3个案例的应用结果表明,所获得的定线方程能有效拟合观测的水位流量曲线,对拟合结果的偏离符号检验、适线检验和偏离数值检验均符合水文资料整编规范中的定线精度要求,说明将最小二乘法应用于绳套型水位流量曲线的优化定线是有效的。     

螺旋槽端面密封的刚度特性

为了解决螺旋槽端面密封在不同环境下的刚度设计问题,对其刚度特性进行了数值计算和影响因素分析.采用Possion方程定解的贴体坐标生成计算网格,将螺旋槽不规则曲线边界转换为规则矩形边界.将Reynolds方程转换到计算平面,采用基于贴体坐标系的有限差分方法对Reynolds方程进行数值求解,得到螺旋槽密封刚度特性数值模型,并分析了内外径比和转速对密封刚度特性的影响.结果表明：当其他参数固定,内外径比为0.5～0.6时,流体膜具有最大的刚度;随着密封外径的增大,刚度整体有所提高,内外径比对刚度的影响更为显著;流体膜刚度随转速的升高而线性增大,并且内外径比为0.5～0.6时,刚度增大幅度最大;对于窄面密封,当扰动随转速成比例提高而导致密封刚度不足时,必须提高内外径比才能保证密封的正常工作.     

土坝观测资料的关联分析方法

应用灰色系统关联分析方法对土坝变形、渗流、库水位、气温及坝区降雨量等观测资料进行综合分析,利用实际观测数据在机上进行了计算和绘图,并对计算结果作出了分析。     

长喉道量水槽的设计新方法

在总结国内外长喉道量水槽研究成果和近几年在江苏省南通市实际应用经验的基础上，全面系统地介绍了长喉道量水槽的结构、量水原理、设计计算方法，在灌区量水现场对设计计算方法作了一系列的验证试验。试验结果表明：按该设计方法设计的长喉道量水槽具有很高的测流精度，流量相对误差小于5％。     

农村供水管网管段设计流量计算的加权人畜用水当量法

首先对农村供水管网管段流量设计计算的传统方法进行了分析，指出其适用条件和局限性。在此基础上，提出了加权人畜用水当量法。该方法结合农村供水的实际情况，既考虑了人畜分布的不均，又考虑了用水量的差别，并且计算公式简单，设计易与实际相一致，是一种计算农村供水管网管段设计流量的有效方法。     

U形渠道的水力特性及水力计算

U形渠道断面水力和结构性能优越,是渠道输水工程中较常采用的断面形式之一,水力计算中的正常水深、临界水深求解无显函数形式的表达公式。提出了U形渠道水力最佳断面的设计方法,并给出了确定U形渠道水力最佳断面底弧半径的计算公式。导出了U形渠道正常水深、临界水深水力计算的迭代公式,并给出了判别水深范围的界限流量计算公式。     

灌区配水渠道流量损失计算方法的探讨

针对经验公式在实际应用中的不足 ,利用积分方法 ,在经验公式的基础上推导出流量损失与毛流量之间的关系式。结合目前灌区的实际情况 ,根据所推导的新公式 ,进一步分析研究了配水渠道流量损失的求算方法。     

不均匀时段下等流量和等水量水能调算之差异分析

比较分析等流量水能调节计算与衍生出的等水量水能调节计算之间的差异,通过实例说明两种水能计算法对于时段划分不均匀的水文年在计算结果上会产生一定的不同,得出在计算水电站动能指标时,若水文年计算时段划分不均匀,采用等水量水能计算法会优于等流量水能计算法的结论。     

Design of microirrigation laterals at minimum cost

Based on the design methods of finite elements and golden-section searches, a method was developed for designing microirrigation laterals at minimum cost. Characteristics of water application uniformity as affected by lateral diameters and lengths were analyzed. When the required average emitter discharge is known, the relationships of water application uniformity, best submain position (paired laterals), and operating pressure head as a function of the lateral diameter and length can be accurately determined using a personal computer. The lateral diameter and length can then be determined from a contour map representing water application uniformity as a function of the lateral diameter and length (computer calculation). The best submain position and operating pressure head for this lateral diameter and length is then determined by computer calculation. This method is suitable for designing microirrigation laterals on both uniformly and nonuniformly sloping fields. Received: 30 May 1997     

梯级泵站水道系统过渡过程计算分析

为了分析梯级泵站水道系统过渡过程，通过对比明渠非恒定流基本方程和管道瞬变流方程，建立了管、渠非恒定流联合计算的数学模型，并探讨了求解该方程组的特征线格式。在考虑输水系统中泵站事故停泵水锤的基础上，结合东深供水工程实例进行了计算分析，得出了各泵站的流量变化过程以及各出水道不同位置的水位变化过程、不同时刻的水面线。     

混流式水轮机叶片设计与木模图的数值实现

针对传统的混流式水轮机转轮叶片设计方法（如保角变换法）设计周期较长，且不易实现叶片模型制作的状况，通过给定速度矩方程对叶型骨线方程进行逐点积分，并由包角的误差分析对速度矩方程的系数进行修正，实现叶片正面型线的设计，在叶片正面计算流面上使用导出的最大流面厚度公式直接进行叶型加厚，得到水轮机叶片的背面叶型．文中同时给出了各部分的数学分析数值计算表达式，并用CAD系统进行叶片木模图的绘形．从得到的木模图可以看出，用该方法设计更为优化，能较好地体现设计要求，并符合实际转轮叶片的形状，确保了计算和造型的准确性，可用来进一步实现水轮机的整体水力性能分析．由于模型是数值生成，故结合相应的机械加工程序，可实现叶片木模的数控加工．     

水轮发电机组轴系刚度近似计算方法

为了提出一种基于摆度测试数据的近似计算方法,基于水力发电机组转子和转轮形心轨迹运动方程,利用转子和转轮摆度比值关系对运动方程中的刚度耦合项进行解耦;然后,根据轴系振动的稳态特征,忽略轴系扭转、不计作用于发电机转子和水轮机转轮阻尼系数的影响,得到稳态下的简化形心轨迹运动方程,进而导出轴系等效刚度的近似计算模型;同时,结合水力机组特殊运行工况,对转轮、转子处附加外力做近似处理,给出了利用特殊运行工况振动测试数据近似计算轴系刚度的计算方法.同时,利用机组运行模拟系统进行仿真计算,仿真结果表明,提出的近似计算方法所获取的刚度数据与仿真系统给定刚度数据虽然存在一定的误差,但是基本反映了轴系刚度与振动的关系,对于实际工程具有一定的参考价值.     

微粒群优化求解van Genuchten方程参数

van Genuchten方程参数的求解是复杂的非线性拟合问题,用传统方法难以有效解决。应用微粒群优化目的在于找到一条求解van Genuchten方程参数新的有效途径。以粉壤土吸湿和脱湿实测数据为实验,利用VisualBasic.NET语言进行编程,首先建立目标函数,然后计算每个微粒的适应值,通过微粒的自动寻优过程,找到最小误差平方和,最后记录下与之对应的参数,即为方程所求得解。通过最小误差平方和与其他方法进行比较,表明微粒群优化程序设计简洁、运行时间短、拟合精度高,是一种求解van Genuchten方程参数的有效方法。