水工弧形闸门流激振动的改进简化力学模型

对弧形闸门危害性的流激振动进行振动控制，其中前提之一是对闸门模型做适当的简化。利用三维有限元方法计算的结构动力特性与简化结构动力特性相等的原则修正弧形闸门简化力学模型，并确定了等效的弧形闸门三维简化结构模型和系统参数。分析和计算表明，建立的简化三维力学模型较好地反映了弧形闸门结构的动力特性和随机脉动压力下的振动反应，可用于安装阻尼器的弧形闸门的智能控制设计。     

基于模态叠加法的弧形闸门流激振

水利水电工程泄水弧形闸门的流激振动现象是十分普遍的,这些振动有时会影响工程安全运行,甚至会造成结构失事,一直受到设计和管理人员的重视。基于模态叠加法,提出了水工结构流激振动反分析方法,可用于由少量测点的动位移实测值反馈分析出整个结构在水流动力荷载作用下的动位移场和动应力场。通过反分析计算得到的弧形闸门应力值与使用Ansys有限元计算软件的计算值进行对比,可以看出,反分析计算结果与实际计算结果非常接近,从而验证了动位移、动应力反分析程序的正确性,并通过与水弹性模型试验的比较进一步验证了反分析程序的正确性。     

苏丹Merowe大坝低位泄水洞弧形工作闸门流激振动试验

苏丹Merowe大坝低位泄水洞弧形工作闸门已运行3年,每年汛期其水封系统、出水口耐磨钢衬均出现不同程度的损害。为探究闸门在运行中是否存在危害性振动导致病害发生,制作几何比尺为1∶15的水弹性模型进行流激振动试验。6种水位条件下,对弧形闸门分别进行静力试验和动力试验,以此评估闸门的流激振动安全性。试验结果表明该闸门结构受力均匀,闸门实测最大静应力为-76.19MPa,最大动力放大系数为1.11,符合闸门设计规范,闸门强度有较大的安全储备;闸门最大振动加速度为0.597 g,通过与国内有关工程资料的比对,判定闸门振动强度处于中等以下,没有可见的剧烈振动现象发生,从而推断水封系统的病害并非闸门流激振动所致,其真正原因有待进一步研究探讨。     

锈蚀对弧形钢闸门的强度及动力特性的影响

基于一在役40多年的弧形钢闸门,根据主要构件的检测蚀余厚度,采用有限元软件ANSYS以及薄壁结构分析理论,建立反映实际锈蚀情况的三维有限元静动力分析模型,详细计算分析了弧形钢闸门锈蚀前后的应力和变形规律,并对其进行耐久性评估,计算结果表明弧形闸门在锈蚀后应力分布变化明显,闸门强度和稳定性均有不同幅度降低;锈蚀后闸门的振动频率明显降低,考虑水体时,闸门低阶自振频率的下降更为明显,于安全不利。十分必要定期对在役闸门进行安全检测和评价。     

调水工程弧形闸门振动测试分析及除振措施

随着多项调水工程陆续开工，对调水工程节制弧形闸门安全研究也变得重要。通过弧形闸门振动原因对比分析发现调水工程弧形闸门发生振动的概率不比高坝弧形闸门低；以实际案例对调水工程弧形闸门进行了振动原型观测及除振措施探索。通过振动位移、振动位移（振幅）和频率关系、振动应力多参数综合分析该闸门振动在安全范围内；通过对振动成因分析提出了运行工况下微调闸门一侧油缸的应急除振措施，闸门振动量级明显减小，振动加速度最大可减小621%。闸门除振分析思路及应急除振措施可为类似工程提供参照。     

大型渠道弧形闸门过流公式测试比较

[目的]利用大型渠道实测数据,评估不同弧形闸门过流公式的适用性和性能.[方法]以南水北调中线干渠严陵河闸为对象,收集约18000组监测数据,分析不同工况下的闸孔出流特性,测试国内外常用的7种过流公式.[结果]实测闸下收缩断面弗氏数位于0.152～0.985区间,超出了南科院(NHRI)经验公式的适用范围;实测孔堰流分界...     

水工弧形钢闸门振动及启闭机械维护分析

水工弧形钢闸门振动问题对水利枢纽营运安全具有重要意义。分析结构形式、工作性态与水力环境特点,得到环境边界条件、水流特性与结构自身形式对振动特性影响规律。数值计算与监测资料分析表明,开启角度、相对水深和结构形式均影响闸门振动位移、振动加速度、基频、自振频率等变化规律。     

支臂弦杆结构对弧形闸门动力学特性的影响

应用Ansys有限元分析软件对桁架支臂和A型支臂的弧形闸门进行结构动力学特性分析。计算工程实例结果表明，弧形闸门的支臂弦杆结构形式对闸门的低阶固有频率影响不大。对高阶频率影响较大，而且A型支臂的弦杆位置对高阶频率影响较大。     

大跨高比平面钢闸门抗震性能模型试验研究

设计中的沙井河口中孔闸门具有跨高比大、自重大、悬挂运行、闸墩高耸等特点,为保证闸门的安全运行,在振动台上进行了该闸门完全水弹性相似模型抗震试验。试验结果表明,无水和反向挡水时,闸门与闸墩的前六阶自振频率分别为1.28-20.15 Hz和1.65-5.22 Hz,均与计算值接近。选择迁安波、ELCENTRO-NS波、TAR_TARZANA波作为试验用地震波,试验中迁安地震波作用下闸门和闸墩的动应力较大,其次为TAR_TARZANA波,而ELCENTRO-NS波作用时结构的动应力最小。钢闸门最大动应力17.01 MPa,最大加速度0.22g,发生在TAR_TARZANA波沿顺河向发生时。混凝土闸墩最大动应力1.57 MPa,最大加速度0.69g,发生在迁安波沿顺河向发生时。顺河向地震为不利工况,闸门悬挂对闸墩结构抗震不利。选择合适的止水材料有利于闸门减震。     

基于水动力耦合模型的平原地区排涝规划

针对滨海平原感潮河网地区水系流态复杂、受边界条件和工程调度影响显著的特点,遵循充分发掘水系调蓄能力、多闸联调和水闸优先抢排的原则,对感潮河网和湖泊分别构建一维和二维水动力数学模型,利用2种模型模拟水位、流量相等的条件,对一维和二维水动力数学模型进行耦合.以辽东湾新区水系排涝规划为例,对4种设计方案进行了分析对比,得出了河道断面和排涝闸门规模.结果表明：方案一和方案二中,河道断面尺寸不变时,排涝闸门规模偏小,造成上游水位偏高;方案三和方案四中,排涝闸门规模不变时,扩大河道断面尺寸对域内水位影响不大.从排涝能力和经济等角度综合考虑,选取方案四为最优方案.计算结果较好地反映了滨海平原感潮河网地区河道断面尺寸和排涝闸门规模对排涝能力的影响,可为区域工程设计和制定排涝方案提供技术保障.     

浙江省曹娥江大闸水力特性试验研

通过对整体水工模型和断面水工模型试验以及二维数学模型计算分析，对曹娥江大闸的排涝能力、水流流态、流速分布、闸下消能、闸下局部冲刷、导流堤方案等几个水力学问题进行了系统研究，验证和优化了设计。     

宽顶堰上平板闸门水力计算的探讨

根据平板闸门水流条件对流量系数的影响，对闸门的水流条件进行分类，通过试验研究，对平板闸门流量系数计算公式的适用条件进行了较为细致的讨论并加以分类，使闸门的水力计算更加清晰、准确，为工程计算提供了参考和依据。     

大型泵站快速闸门断流过程理论研究

从机组停泵动态过渡过程着手,结合闸门自身运动特点,从理论上分析快速闸门的下落速度、闭门时间和闭门撞击力,建立快速闸门下落运动的数学模型,提出计算方法,并结合工程实际进行理论分析验算,对比现场实测结果,两者较为接近。快速闸门断流过程理论研究,对大型泵站的设计、运行和管理有参考价值。     

积石峡中孔泄洪洞门槽体型的数值模拟研究

对于闸后为明流的平板工作闸门门槽,其水力特性比压力段内的闸门门槽复杂得多,门槽体型设计尚无规范可以遵循。采用RNG模型模拟了积石峡无压工作门槽的三维流场,分段采用了刚盖假定法和VOF水-气界面追踪方法来处理复杂的自由液面。得到了门槽内及其附近的压力场、速度场。通过若干变量的计算值与物理模型实测值对比,其精度令人满意,且计算速度较常规算法提高显著。应用该数值算法进行了一系列计算,研究了门槽周围最小压强与门槽宽深比、错距比等影响参数的关系,并提出了优化的门槽体型方案。     

拉西瓦高拱坝水弹性模型基础确定

高拱坝水弹性模型可以很好的模拟“动荷载-结构-水-地基”四位一体的流固耦联系统，并能为高拱坝振动的研究提供可靠的实验数据，而水弹性模型对原型结构模拟的基础的范围直接影响实验结果的精度和准确度。以黄河拉西瓦拱坝水弹性模型为例，确定其模型模拟的基础的范围，并结合已有工程的水弹性模型基础的确定，进行比较和分析。     

基于可靠性强化试验的水工钢闸门安全仿真研究

明确结构受载响应的敏感特性及其分布区域,可以有效确保钢闸门安全可靠运行。通过钢闸门强化仿真试验模型,应用ANSYS系统的APDL二次开发技术,提出了结构受载响应高敏感的第一、第二类单元及其分布区域的搜寻方法。工程应用表明,钢闸门结构大部分单元呈现同步受载的特点,并且支臂等局部区域表现出高敏感的受载特性,因此加强结构受载响应高敏感区域的重点监测和维护,可以便捷、实效地实现钢闸的预警决策和安全可靠运行。     

水利枢纽投资分摊的合作对策模型

水利建设项目一般具有多目标性，即一个综合利用枢纽往往具有防洪、发电、灌溉、航运等效益，因此投资分摊是否合理不仅关系到各部门参与项目合作的积极性，而且还关系到类似建设项目的融资问题。针对水利枢纽投资分摊的合作对策模型，提出了利用合作对策模型中的夏普利定理来解决水利枢纽的投资分摊问题，使分摊结果更为合理。