河床式水电站厂房地震荷载分布规

通过对多个河床式水电站厂房的自振特性进行分析，根据反应谱理论以大型有限元软件ANSYS为计算工具，分析计算了水电站厂房的水平地震加速度分布系数。将计算的水平地震加速度分布系数与现行河床式水电站厂房规范规定的水平地震加速度分布系数进行比较分析。     

双向竖井贯流泵装置优化设计与试验

为探求双向竖井流道水力设计方法和完善双向竖井流道优化型式,对双向竖井流道进行内外型线及分叉段型式进行优化设计。基于标准k-ε紊流模型和雷诺时均的N-S方程,结合龙山水力枢纽工程运用CFD软件对双向竖井贯流泵装置进行优化设计。计算并比较了不同竖井出水流道方案的水力损失,揭示了不同方案竖井流道内部各段水力损失分布规律,比较分析了不同方案竖井出水流道内部流场及速度分布规律,最后结合模型试验结果,证实了双向竖井流道优化设计的可靠性。优化结果表明:竖井分叉段设计好坏直接决定竖井后半段水力损失,通过调整竖井内外轮廓线可以有效减小竖井出水流道的水力损失,提升贯流泵装置外特性。优化后竖井贯流泵装置反向运行最高效率达60.5%,较优化前提高3.8个百分点;正向效率达到72.18%,较优化前提高1.67个百分点。模型试验反向运行最高效率57.56%,正向运行最高效率72.67%。     

前、后置竖井贯流泵装置基本流态分析

利用数值模拟软件Fluent 6.2对雷诺时均N-S方程进行离散,采用S-A单方程模型和SIMPLEC算法对前置竖井和后置竖井贯流泵装置在50％~120％设计额定流量等共16种工况进行了数值计算,并与换算成原型尺寸后的模型试验结果进行了对比,发现性能变化趋势吻合较好,在相同流量下数值计算值与试验值效率误差均在±5%以内。分别对前、后置竖井贯流泵装置的进水流道、泵室段和出水流道在设计流量工况下的基本流态进行了分析和对比,探讨了水力损失的原因。结果表明,前置竖井贯流泵装置的进、出水流态都比较好,而后置竖井贯流泵装置的进水流态均匀平顺,但出水流道的流态比较混乱,水力损失相对较大,装置效率低于前置竖井贯流泵装置;导叶和竖井是影响出水流道流态和装置效率的关键因素,在导叶环量和竖井的影响下极易产生脱流和漩涡。     

深隧排水系统水舌对冲式入流竖井设计研究

竖井是深隧排水系统的重要组成部分，传统交错板竖井的水舌交替撞击井壁，易引起受力不平衡及不利振动。研究提出一种水舌对冲式交错板竖井，归纳出估算其基本参数的经验公式，通过实例设计及CFD模拟，分析了其流态特征、消能机理和效果，并总结了几点入流竖井设计基本原则，以期为今后竖井设计提供参考。结果表明：水舌对冲式交错板方案过流能力充足，正常运行下水流不堵塞通气孔，水舌对冲消能效果好，结构受力平衡；底部筛孔水垫相配合，保证竖井与主隧道水流衔接平稳；随着入流量减小，竖井消能率增大。     

泵站竖井进水流道数值模拟与装置特性试验

采用雷诺平均纳维—斯托克斯方程(RANS)和标准kε湍流模型,运用SIMPLEC算法,对椭圆型线前置竖井贯流进水流道内的流动进行了三维数值计算,揭示了竖井进水流道内流场、特征断面的速度分布及水力损失规律。对椭圆型线竖井进水流道与出水流道匹配组成的模型泵装置进行动力特性试验,得出了4种叶片角度下的泵装置特性曲线。研究结果表明:采用椭圆型线设计的竖井进水流道合理;大型低扬程泵站采用卧式竖井贯流结构,泵装置效率较高。     

竖井双向贯流泵站机组设备选型设

通过黄麻涌竖井双向贯流泵站机组结构的选型与研究，介绍了竖井双向贯流式机组的(水力模型、齿轮箱、轴承、密封、电动机等设备)的结构型式、技术参数及选型原则，阐述了竖井双向贯流式机组具有结构简单、安装维修方便、安全可靠、装置运行效率高等优点。分析了竖井两侧流道的结构型式，对竖井内设备的结构与安装进行了研究，提出了改进的意见。竖井双向贯流泵站可在河网地区的农田排涝灌溉泵站工程及城市防洪排涝引水泵站工程中应用与推广。     

双向竖井贯流泵进出水流道优化研究

基于RNG k-ε紊流模型和雷诺时均N-S方程,运用商用CFD软件对双向竖井贯流泵装置进行了三维流动数值仿真计算。对流道内的水力损失分析借鉴了微元法分析原理,通过对比分析分段水力损失可知:竖井作为进水流道时,其尾部汇合处水力损失较大,直管式出水流道在靠近导叶出口端水力损失较大,竖井作为出水流道在分叉处水力损失较大。通过调整竖井及直管式流道型线,有效减小水力损失,泵装置外特性有了较好的提升,最终完成水力性能优化设计。最终优化后的双向竖井贯流泵装置在叶片安放角为0°时数值计算结果正向运行效率最高达72.0%,反向为57.9%;模型试验结果正向运行效率最高达70.4%,反向为56.2%。     

竖井对低扬程贯流泵装置性能影响的数值模拟

为研究竖井贯流泵中竖井部分对贯流泵装置的水力性能的影响,采用计算流体动力学方法对包含进出水延长段、进出水流道、叶轮和导叶在内的整体泵装置进行数值模拟,分析竖井长度、竖井头部型线以及竖井尾部型线对进水流道水力损失、出口断面轴向速度分布均匀度、出口断面速度加权平均角以及泵装置能量特性的影响.结果表明:竖井长度、竖井头部和尾部型线对进水流道水力损失和出口断面速度加权平均角有影响,但是对进水流道出口断面轴向速度分布均匀度几乎没有影响;竖井尾部型线对流道水力损失影响最为显著,在设计流量工况下,竖井头部和尾部皆为锥形型式的进水流道水力损失较头部和尾部皆为圆弧形型式的进水流道的水力损失小24%;竖井头部型线和尾部型线采用锥形型式的进水流道水力性能更优,但是在选择锥形型线时候应注意不要延长竖井尾部长度.采用模型试验对数值模拟结果进行了验证,两者结果吻合较好,表明该数值模拟方法是可靠的.     

某水电站附属厂房结构的适用耐久

结合某水电站附属厂房结构的安全检测实例，为进行附属厂房混凝土碳化耐久年限评定，文章建立预测该厂房在后期使用期的碳化速度发展的两种模型。模型一根据目前学术界普遍应用的预测混凝土碳化深度的理论计算公式的随机模型来预测厂房结构的碳化寿命；模型二根据文献[1]的研究结果基于实测数据来预测厂房结构的碳化寿命。由两种模型的计算结果得到理论模型的结果较实测数据模型偏于保守与安全，故模型二能更好地反映出结构的实际碳化情况。     

江坪河水电站厂房后边坡变形稳定

江坪河水电站厂房后边坡边坡陡、高度大，有一定的断层与节理裂隙发育，并且对地面厂房的安全极其重要，为进一步了解厂房后边坡的安全性，采用国际适用的ANSYS软件，运用三维非线性有限元法，模拟了各岩层、断层、风化层的结构和性能，计算其在自重初始应力场作用的应力位移状态，并通过点安全系数的分布、断层切割块体及其安全系数分析来综合评价边坡的整体稳定性。同时考虑到模拟计算的局限性及安全性，提出了供设计参考的加固支护建议。     

辐射井在银北灌区开发浅层地下水中的应用

辐射井是开发浅层地下水的理想井型。针对银北灌区的水文地质条件。阐述了在银北灌区利用辐射井技术开发浅层地下水的设计方法，如竖井结构、井深设计、水平辐射管设计及涌水量计算等。并对成井技术、试验井的水量和水质等进行了探讨。     

竖井贯流泵能量特性试验研究

结合江苏某竖井贯流式泵站，对两种不同转轮在相同进、出水流道情况下进行了能量特性试验研究．试验研究表明，竖井贯流式水泵在超低扬程(1—2m)的调水工程中具有很好的水力性能，其模型泵装置的最高效率达69％左右，该项试验研究为今后竖井贯流泵的进一步开发研究获得了良好的开端．     

锡澄运河整治工程双向竖井贯流泵站流道优化及分析

针对锡澄运河整治工程竖井贯流泵站改造的需求,对双向竖井贯流泵装置原型进行了三维定常数值模拟.以泵站竖井流道为研究对象,分析比较了5种不同的竖井流道优化方案,重点分析了正反向运行时竖井流道的内流场特征.结果表明:前移竖井段,将竖井的迎水面的尖角改成圆弧形,并以各个断面的面积作为控制参数改善流态分布较差的断面面积,有助于水...     

基于ANSYS的地下厂房机墩组合结

使用ANSYS有限元结构分析软件，建立水电站地下厂房机墩组合结构的计算模型,分析研究了结构在外力作用下的变形特性和应力分布规律；按照《水工混凝土结构设计规范》(SL/ T191—96) 关于正截面偏心受压承载力计算的计算理论,采用FORTRAN－90语言编制了配筋实用计算程序, 并在有限元计算结果的基础上，使用计算程序对机墩结构进行了配筋，大大提高了计算精度和工作效率，计算及配筋结果均合理可靠，计算方法和计算成果可供设计单位参考。     

地下厂房吊车梁支撑墙施工期温度

利用大型有限元软件ANSYS对水布垭地下厂房吊车梁支撑墙施工过程进行了三维仿真计算，得出了该薄壁结构温度场和应力场的分布及其随时间的变化规律，并分析了裂缝产生的原因，为以后的裂缝处理提供了参考依据。     

超短竖井式进/出水口的水力控制

弯道后的水流调整不好,可导致进/出口存在严重偏流和水头损失增大.为了保证竖井式进/出水口的配水均匀性和水力稳定,采用三维RNG k-ε紊流模型,对某抽水蓄能电站上水库盖板竖井式进/出水口进行了数值模拟,并进行了模型试验验证.重点对比研究了竖井扩散段采用椭圆曲线与渐扩锥管两种形式在抽水工况出流时的流动特性.计算结果显示,渐扩锥管的配水均匀性和稳定性均好于椭圆曲线扩散管的.对比分析了弯道后渐扩锥管扩散角分别为4.3°,5°和7°时的配水均匀性,计算结果显示竖井式进/出水口应尽可能控制扩散段的扩散角,防止出现偏流;在弯管段后的扩散段的扩散角宜小于4.5°.采用物理模型对推荐体型进行了验证,模型试验显示按照推荐体型设计的进/出水口配水均匀,双机抽水工况下总水头损失系数为0.48;双机发电工况下,总水头损失系数为0.33.     

切向入流旋流竖井在深圳市前海-南山排水深层隧道中的应用研究

为探究切向入流旋流竖井的水力特性,采用物理模型手段,结合深圳市前海-南山排水深层隧道中郑宝坑渠旋流竖井方案,研究旋流竖井内的水流流态、消能特性、排气效果及特征压力值。结果表明：各工况下进口位置处水流逐渐形成水翅,进入竖井后沿内壁形成螺旋跌落流,水流流态较好,当竖井流量极小时竖井内无法形成螺旋跌落流,水流进入竖井后呈射流形态跌落至竖井底部;旋流竖井总消能率在81.9%～89.5%之间,消能率随着流量的增大而逐步减小;旋流竖井相对于传统水工旋流竖井,具有消能效果好、结构简单等优点,在城市深层排水系统中具有较大的应用空间。     

竖井式贯流泵装置进出水流道优化CFD

竖井式贯流泵装置流道顺直、水力损失小,并具有投资较少、结构较简单、安装维护方便等许多优点。为掌握竖井式贯流泵装置的水力特性,以便于对选择泵型和进、出水流道结构形式提供初步依据,结合盐城西闸站竖井式贯流泵进、出水流道优化,采用三维湍流数值计算的方法,分别对出水流道型线,进水流道高度、宽度及型线等多参数进行了优化,提出了综合考虑土建投资和水力性能的进、出流道设计方案。研究结果表明:进水流道竖井内外型线显著影响进水流态;改变进水流道的宽度和高度,提高了叶轮进口的流速均匀度和改善了入泵条件;减小出水流道宽度和取消原设计方案中的平直段管,改善了渐变扩散段的流态和压力分布。结果可为竖井式进、出水流道的水力设计、流道尺寸的合理确定提供理论依据。相关成果已在工程实施,取得了较好效果。     

碗米坡电站厂房动力模态分析

为了对碗米坡电站厂房进行动力抗振分析，利用ANSYS软件建立了地面主厂房的三维有限元模型，对蜗壳无水和有水两种工况进行了模态分析，并对动力计算的结果进行了理论分析，提出了结构优化的思路。     

飞来峡厂房坝段应力与稳定分析

对广东省北江飞来峡水电站厂房坝段在正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位等3种工况下的应力变形状态作了弹性和弹塑性有限元分析计算，得出了大坝特征点的应力值和位移值。对弹性和塑性计算结果以及大坝的工作状态分别进行了分析，结果表明大坝应力满足安全要求，具有较大的安全裕度，为水电站运行管理和防洪调度决策提供了重要参考资料。