洞坪水电站水垫塘底板上动水压力

洞坪水电站挡水建筑物为拱坝，泄水建筑物为2个表孔和3个中孔，最大泄流量5591m3/s。坝后设置水垫塘消能工。水垫塘底板高程366.0m，长180m，二道坝高度13.0m。下泄水舌跌落入水垫塘，在水垫塘底板产生动水压力。水垫塘底板的稳定关系到大坝的安全。模型试验研究了消力塘底板的脉动压力特性，以及泄水方式、泄流量、下游水深等因素对水垫塘底板动水压力的影响。根据试验成果确定的底板厚2.5m，已经多年安全运行多年。     

多层水股射流在水垫塘内流场特性的数值模拟

研究表孔采用上翘或下跌式、深孔采用下弯式布置所形成的表深孔上下差动出流,水股分层分散射流在水垫塘内的流动特征和各水股射流之间的干扰碰撞特性。选用非定常不可压缩流动的N-S方程和RNGk-ε紊流模型,采用VOF(Volume of Fluid)法,结合溪洛渡双曲拱坝水垫塘,对不同间距的多层二元射流进入消力池后的水流结构进行了数值模拟。分析不同水股间距对水垫塘底板的冲击压力的影响以及与流场、速度场的关系。     

连续反拱底板结构水闸加固改造的有限元分析

以某连续反拱底板水闸加固改造工程为例,建立反拱底板水闸改造前后三维有限元仿真数值计算模型,利用有限元计算软件模拟公路桥拱圈、工作桥的拆建,底板填平,新建支撑结构以及墙后减载等施工过程,实现拆除部分与新建部分的替换.通过改造前、结构拆除、减载、改造后4种工况的分析对比,研究了拆除、减载、新建过程对闸室底板应力状态的影响.研究结果表明:采用有限元计算可直观、准确地反应施工过程中底板应力变化趋势,主拉应力极值主要位于边孔部位;施工过程中,采取减载措施有效减小了底板受力,与未减载工况相比,底板主拉、主压应力极值分别减小了40%和55%,避免了施工期应力突变;反拱底板填平能够改善底板受力状况,改造后底板主拉应力减小了10%左右,主压应力由于受新建结构加重的影响有所增大.     

溢洪道陡槽底板上举力特性试验研究

基于某水电站溢洪道陡槽底板的稳定性试验研究,研究了溢洪道陡槽底板的上举力特性。分析结果表明:陡槽底板块单位面积上举力大小随着流能比R增大而增大;底板块上举力最大值随错台高度Δ的增大有大幅增长,上举力标准差随错台高度Δ的增大有小幅增长;底板块上举力标准差和上举力最大值随着相对错台高度的增大而呈减小趋势;陡槽底板上举力概率密度基本符合正态分布;上举力优势频率集中在低频,底板块不会发生共振破坏;陡槽板块面积越大,单位面积最大上举力越小,研究成果可为设计人员提供科学的理论依据,同时可用于评估结构的稳定性。     

舌形坎与短边墙坎泄流水舌空中扩

表孔连续坎虽然具有经济实用、便于施工等优点，但同时也存在下泄水流过于集中，水垫塘底板冲击压力过大等问题。针对这一问题，部分项目的前期设计曾采用舌型坎和短边墙坎来改善水舌入水流态。但目前还没有公式可以对这些异型坎水舌扩散进行详细的数值计算。对通过舌型坎和短边墙坎的水舌流态进行了建模计算，并在对计算数据进行分析的基础上提出了不同坎型条件下掺气水舌空中横向扩散规律。     

小型闸涵尾水拱网消能试验研究

拱型网板（简称拱网）是设置在消力池里的辅助消能工，它具有良好的水力特性和消能效果，模型试验和原型观测结果表明，消力池中设置拱网可大大降低消力池的规模和工程费用。研究了影响拱网水力特性的几个参数和拱网的消能率。基于模型试验和原型观测结果，给出了确定网高和网距的经验公式。经几个工程应用结果表明，经验公式与实际是相符的。     

峡谷区高拱坝射流入射水垫塘冲击压力特性的试验研究

表深孔下泄水流的横向收缩及垂向和纵向扩散效果显著,射流在空中相互交错、基本不发生碰撞;射流纵向拉伸明显,水垫塘强紊动剪切区增大,有效减轻了水垫塘底板冲击动压。同时,对4种不同流量比的表深孔射流进行研究表明,随着上下游射流流量比的逐渐增大,在不同的下游水位下底孔射流产生的最大冲击压力均相应减小。     

利用差分法求解泵房底板的内力

提出了将排灌站底板视为弹性薄板，采用弹性地基反力为Ｗｉｎｋｌｅｒ假定计算的方法，用有限差分法计算其弯内力。计算结果表明，在沿进出水方向，内力符合一般方法的计算规律；同时还求得了垂直进出水口方向的弯曲内力。为合理设计底板提供了理论依据和一和种新的计算方法。     

过水围堰消能平台水垫池水力试验研究

针对过水围堰消能防冲特征,提出在消能平台上设置水垫池的方法。通过专门的水力试验装置对消能平台水垫池进行研究,并与无水垫池时的水力特性对比分析。研究表明:水垫池的设置相当于增加了水垫深度,特别在下游基坑水位相对较低、消能平台水深较浅时,可明显改善消能效果;消能平台出口流速较无水垫池时明显降低,能减轻水流对下游护面及堰脚的冲刷;与无水垫池时底板压力峰值出现在消能平台进口附近不同,设有水垫池时压力峰值出现在尾坎附近,可有效缓解消能平台进口的冲击力。采用合适的消能平台水垫池结构,可提高消能防冲作用、改善底板受力条件,有利于过水围堰安全溢洪。     

某船闸上闸首底板裂缝产生原因分析及处理

某船闸上闸首原底板裂缝的存在,对上闸首闸体稳定产生不利影响,通过对裂缝产生的原因及危害性的分析,制定了处理方案。有效地遏制了裂缝的发育,保证了闸体的结构强度和整体稳定性。     

水稻直播机船底板下流体的数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS中的计算流体动力学模块(FLOTRANCFD),对船底板下的流体进行模拟和分析,讨论在考虑形状损失和摩擦损失时,船底板下流体的流线和流动情况。通过对流体的仿真得出:船底板横挡板的前倾角对船底板下流体的流线和流量有较大的影响,并得出在倾角30o和60o时有较好的流动情况。     

铰接底板在马颊河裴庄蓄水闸中的

马颊河属海河流域，干流节制闸多采用钢筋混凝土钻孔灌注桩基础。在马颊河裴庄蓄水闸的设计中，分析比较了大底板基础、钻孔灌注桩基础等传统水闸基础的优缺点，根据软土地基的特点，创新采用了铰接底板基础。通过将水闸底板上的垂直贯通缝改为交错搭接缝，使这种缝不传递弯矩，只传递剪力，作用相当于“铰”。铰的存在既降低了底板中的应力，从而减小了整体式底板的厚度，同时又可传递垂直荷载，增强了缝两侧底板的联系，保证了结构的整体性，克服分离式平底板整体性差的缺点。这种新型的水闸结构型式，结构简单，传力明确，改善了水闸底板的受力条件，降低了工程造价。     

Winkler地基板的可靠性分析

对泵站及水闸等水工建筑物的底板视为放置于Winkler地基上的弹性薄板，进行了可靠性分析，提出了水工钢筋硷双向板的极限状态方程，并计算了可靠指标。     

佛耳岗水库泄洪闸突扩式消能工探

佛耳岗水库除险加固工程，在长163.5m溢流坝中间，改建成3孔总宽31.5m的泄洪闸，闸下形成了突扩式消力塘。在工程设计中对塘内产生的空间水跃问题进行了探讨，并作了水工模型试验。经省批准建成后，通过五年汛期的控制运用情况良好，保证了水库泄洪的安全。     

水工隧洞底板纵向裂缝与地下水作用的关系

用素混凝土做二衬的圆拱直墙型水工隧洞的底板，在完工后局部会产生纵向裂缝。产生裂缝的主要原因是地下水的作用。用排水减压法可取得良好的效果，有利于减少施工难度、加快工程进度、降低工程造价。     

Winkler地板基板的可靠性分析

对泵站及水闸等水工建筑物的底板视为放置于Ｗｉｎｋｌｅｒ地基上的弹性薄板,进行了可靠性分析,提出了水工钢筋砼双向板的极限状态方程,并计算了可靠指标。     

窄缝式挑坎体型及动水压强特性分

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宿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。     

一种基于多目标优化的制动器底板轻量化设计方法研究

【目的】汽车轻量化技术是汽车节能减排的重要手段,加快汽车轻量化技术的发展具有重要现实意义。【方法】课题组以减小底板体积、保证疲劳寿命为优化目标,采用计算机辅助集成技术对制动器底板进行轻量化设计。首先,对底板进行有限元分析,确定轻量化设计的目标区域;其次,根据优化目标建立相应的CAD模型,使用局部应力应变法计算底板的疲劳寿命;最后,通过ISIGHT集成CATIA、ABAQUS和MATLAB对制动器底板进行轻量化设计。【结果】该轻量化方法可以同时对制动器底板上的多个目标尺寸进行优化,使其质量减少了9%,轻量化效果明显。【结论】该轻量化方法同样适用于其他机械零件,借助于该方法对汽车零部件进行轻量化设计有着非常重要的工程价值。     

船式机械船底“水垫”的形成机理

通过理论分析，阐明了在船式机械底部形成水垫的机理及技术措施，并在插秧机秧船和坦克模型船体上进行了验证。验证表明，加装水垫形成装置后，能使船体的滑行阻力大幅度下降。     

反弧段体型对高流速泄洪洞水力特性的影响

利用流体仿真软件FLUENT对高水头明流泄洪洞不同体型反弧段的水流流场进行三维数值模拟,获取了流速、压强、切应力等水流运动参数的沿程分布。结果表明:不同形式的反弧段,沿程水头损失差别很小;反弧段的曲率半径越小,底板压强越大,同时在反弧段始、末断面附近的压强梯度也大;各种类型的反弧段底板剪应力基本呈沿程增大的趋势,但前半部和后半部底板切应力的变化规律不同。综合考虑反弧段流速、底板压强、底板切应力的沿程分布情况,采用下过渡曲线形式的反弧段体型可以减小反弧段与下斜坡段连接部位的压强梯度和切应力,相对于文中提到的其他体型的反弧段,空蚀风险最小。