蘑菇湖水库消力池的失事原因分析

利用实验数据和计算公式，系统地分析了蘑菇湖水库消力池失事原因。结果表明消力池失事主要由消力池的设计不当引起，不仅与水跃跃长公式的选择有关，还与水库下泄流量的精确计算有关。因此，设计和分析消力池失事应综合考虑流量的准确计算和水跃跃长公式的选择。     

自由出流的拦河水闸消力池计算探讨

拦河水闸下游消力池尾坎自由出流时，其下游河床水深ht往往小于相应的临界水深hk，消力池水力计算无法满足相关水闸设计规范水力设计的要求。目前，有关自由出流拦河水闸消力池的水力计算方法尚不够完善，给工程设计带来极大的不便。在总结有关水闸下游消力池研究成果的基础上，在假设自由出流的消力池下游河床水深ht等于临界水深hk的条件下，对自由出流的消力池尾坎高度计算进行探讨，提出了相应的计算方法。研究成果得到了水力模型试验研究的验证，具有计算较方便的特点，可供类似工程设计和运行参考。     

低水头水闸不护底消力池消能防冲研究

传统的低水头水闸消能防冲设计多采用护底消力池进行底流消能。对于某些地质条件良好的低水头水闸,可直接利用开挖后的基岩作为消力池底板而不进行护底。以幸福堰拦河水闸不护底消力池为研究对象,结合水力学计算,选用Flow-3D RNG湍流模型,采用VOF法对消力池流场进行三维数值模拟。结果表明:数值模拟结果与水力学计算基本吻合,消力池内最大流速小于基岩抗冲流速,验证了该水闸采用非护底消力池消能的科学合理性。成果可为同类低水头水闸消能工程提供设计支撑与参考。     

用Excel程序进行水闸消力池的水力学设计

水闸消力池的水力学设计必须经过不断的试算方可确定，在设计中往往耗费大量的时间，为此，根据强大的数据处理软件Excel对消力池计算公式进行编辑，给出了一个快捷、方便、省时的消力池设计方法。     

低Froude数新型消能尾坎数值模拟研究

低佛氏数水流在下挖式消力池的消能不充分,一般采用在消力池尾坎处增设消力坎形成综合式消力池,从而增加消力池内的消能率。针对新集水利枢纽工程综合式消力池的消力坎体型设计对消力池消能率的影响,基于Flow3D对不同形式的消力坎进行了数值计算,给出了Fr2.0时的综合式消力池的体型设计形式,提出一种新型消能尾坎,这种齿形消力坎对增加消力池消能率具有重要作用。     

辅助消能工联合运用试验研究及数值模拟

通过新疆迪那河五一水库溢洪洞梯形墩消力池物理模型试验,对其梯形墩消力池消能结构形式进行了优化,提出采用悬栅—梯形墩联合运用的综合式消力池,解决了在校核流量下,消力池内单独设置梯形墩水流溢出池外,不能形成淹没水跃的问题.在不同流量下,对悬栅高度进行合理性验证.利用流体力学计算软件FLUENT,得到了悬栅—梯形墩消力池内详细的流场,对悬栅的体型及布置提出具体修改意见,为辅助消能工的结构设计和其他同类工程优化消力池提供参考.     

橡胶坝下消力池的断面试验研究

橡胶坝下消力池的设计涉及的影响因数很多，目前尚无成熟的理论方法解决这一问题。结合总沭河王庄闸加固工程断面模型试验对橡胶坝下消力池的相关要素进行了试验研究，提出了研究该问题的一种可行方法，并得到可供工程应用的研究结果。该成果不仅为总沭河王庄闸加固工程提供了必要的依据，同时对开展同类问题的研究具有一定参考价值。     

解决水闸工程设计中非线性规划问题的新途径

借助遗传算法，在传统的计算模型基础上建立两个非线性规划模型，第1个模型计算收缩水深，判定是否需设置消力池，第2个模型计算消力池深度。通过模型计算，和传统的计算方法相比，结果一致，方法可行。      

铜信溪水电站综合消能工设计

根据工程实际情况，设计采用宽尾墩结合消力池综合消能工布置设计，并对比设计进行了水工模型试验。试验结果表明，消力池内各级流量下均能形成稳定淹没水跃，消能率达到63%-83%，消能充分，投资节省。     

平原进洪闸消能试验研究

某进洪闸改建方案模型试验表明，消力坎式消力池消能所需下游水位与较低的设计下游水位不能平顺衔接。通过多组试验，研究分析了多种因素（消力坎高度、消力池长度、消力池底高程、是否设消力坎等）对解决下游水位衔接问题的影响。试验表明：保留消力坎时，消力池护坦长度和消力坎高度的有限调整，不会使跃后水深出现大的变化，不改变原消能形态；去掉消力坎形成无坎一级消力池，从根本上改变了原消能形态，在消力池内呈现正常消能形态，与下游水位连接平顺；无坎一级消力池池底高程少量抬高，基本不影响消能形态，仍能呈现正常水跃消能。因此，提出了无坎一级消力池的有效解决方案；并为该进洪闸及滞洪区提供了安全合理的运用方式。     

橡胶坝下消力池的断面试验研究

橡胶坝下消力池的设计涉及的影响因数很多 ,目前尚无成熟的理论方法解决这一问题。结合总沭河王庄闸加固工程断面模型试验对橡胶坝下消力池的相关要素进行了试验研究 ,提出了研究该问题的一种可行方法 ,并得到可供工程应用的研究结果。该成果不仅为总沭河王庄闸加固工程提供了必要的依据 ,同时对开展同类问题的研究具有一定参考价值。     

计算消力池深度的一种新方法

为了寻求计算消力地深度的简单方法,从底流的消能负荷出发,导出了计算消力池深度的理论公式,并将其拟合成计算简便的实用公式,与传统的计算方法相比,该法无须进行繁琐的试算,计算简捷,精度可达设计要求。     

离心泵叶轮正反问题迭代设计方法

基于流体的连续方程和运动方程，建立了S1流面速度势函数方程和S2流面速度梯度方程，并通过两类相对流面的迭代求解完成了离心泵内部流场的正问题计算。基于正问题计算得到的轴面流场，应用逐点积分法进行叶片绘型，在轴面上加厚叶片，在保角变换平面上修圆叶片头部，实现了离心泵叶轮的反问题设计。利用正问题计算的轴面流场进行反问题设计，将反问题设计得到的叶轮进行正问题计算，正反问题迭代计算直至收敛，得到最终设计的叶轮。该方法反问题设计所需的轴面速度采用叶轮正问题计算的结果，弥补了传统设计方法中轴面速度根据一元假定给出的缺陷，设计得到的叶轮负荷均匀、效率高、抗空化性能好，同时具有设计计算精度高、叶片表面光滑、数据齐全、便于数控机床加工制造等特点。     

拦河闸下游消力池陡坡段阶梯布置和研究

拦河闸下游河道河床下切、水位降低之后,其下游消力池需改造或重建,或者在保留现状消力池条件下,在现状消力池下游修建二级消力池,以确保拦河闸泄流的消能及其上、下游水流衔接过渡。通常,可在一级消力池下游陡坡段设置不连续的外凸型阶梯,增大陡坡段泄流消能率,以减小下游二级消力池的规模,节省工程投资。本文结合现有的研究成果,对拦河闸下游两级消力池之间陡坡段的外凸型阶梯布置和水力计算方法进行分析,并给出相应的算例,供类似工程设计参考。     

水利工程溢洪道底流消能水力特性分析

合理地选择溢洪道建筑物消能型式,是关系到整个水利工程安全与经济的重要问题.通过溢洪道设计规范进行消能方式水力学计算,结合物理模型试验对传统底流消能与跌坎型底流消能水力特性进行了对比分析,结果表明:传统底流消能在校核洪水下泄流量时,底流消能方水流进入消力池后产生一定程度的远驱式水跃,消力池消能主要位于消力池后部,消力池后部及出口水面壅高较大,且波动剧烈,没有形成相对稳定的消能水体,消力池消能效果不太好,需要增加消力池长度;跌坎型底流消能消力池底板高程降低1 m,但是临底流速较底流消能得到大幅度降低,池内水流扩散充分,剪切明显,消力池后段形成了稳定的水体,消能效果良好,出水渠内水流流态得到改善,不容易对消力池冲刷破坏.跌坎型底流消能空化数增大相对不容易发空蚀,可能避免消力池空蚀破坏,最大水跃位置向前移动7 m,水流不会冲击底板和尾坎,水流垂直溅起,因此消力池内流态稳定,雾化影响较小,具有适应性强,消能效率高、流态稳定等优点.     

加速遗传算法在衬砌渠道横断面设

一般的衬砌渠道横断面设计,需要进行反复试算和查图,计算量大,且精度不理想。笔者将圆角梯形渠道渠底底宽计算问题转化为非线性问题,进行衬砌渠道横断面设计,并用基于实数编码的加速遗传算法求解参数,结果表明该方法计算精度高,能够满足工程设计需要,切实可行。     

灯泡贯流式水轮发电机定子三维温度场的研究

建立了发电机定子三维温度场计算的数学模型，以水轮发电机的半齿、半槽为计算区域，用有限元方法对5500kW／6471kVA灯泡贯流式发电机定子的温度场进行了求解，得到了发电机定子的温度场、各部件温度最高点及分布。通过求解定子机座和定子轭部的体平均温度，为机组的设计提供参考。     

突扩式跌坎消力池掺气脉动特性研究

高速入射水流进入突扩式跌坎消力池后卷入大量空气，形成掺气水流，气体的存在影响各项水力学指标，对工程安全造成影响。基于物理模型试验，对突扩式跌坎消力池的掺气脉动特性进行探究，分析其掺气脉动幅值特性、概率密度分布特性以及频谱特性。结果表明：无突扩跌坎消力池底板中线的掺气脉动幅值呈沿程衰减趋势，最大值出现在消力池首；突扩式跌坎消力池底板中线的掺气脉动幅值呈先增大后减小的趋势，最大值出现在冲击区；与无突扩跌坎消力池相比，突扩式跌坎消力池可以有效降低底板的掺气脉动强度；消力池底板掺气脉动概率密度曲线不服从正态分布；掺气脉动能量属于低频脉动，随流能比的增大而增大；突扩式跌坎消力池底板在冲击区的掺气脉动能量最大，突扩的存在可有效降低掺气脉动作用在底板上的能量。     

渠道渗流计算的边界元法

本文介绍了求解渠道渗流问题的边界元法，对其求解过程做了详细的描述，并用FORTRAN语言进行了实例计算。实例计算表明：这是一种求解渠道渗流问题的十分有效的方法，可得到较精确的结果。     

基于遗传算法的渠道横断面设计

常规的渠道横断面设计,需进行反复试算,且精度不理想。以渠道设计水深作为优化变量,将均匀流公式计算设计流量转化为非线性优化问题的目标函数,设计流速界于不冲不淤流速之间作为约束条件,并用实数编码的遗传算法求解,进行渠道横断面设计,运用结果表明该方法计算精度高,简便可行。