溢洪道陡槽加固措施中的齿墙计算方法

在水库工程加固设计中,溢洪道陡槽的稳定安全系数,有时达不到设计规范要求。目前对陡槽加固处理的措施通常是采用:①增加底板厚度,防止扬压力和水流产生的拖泄力将陡槽底板掀起;②在底板与基础之间加锚筋,防止扬压力和水流产生的拖泄力使底板下滑;③放缓陡槽坡度,增加陡槽的法向分力和减小水流下泄的拖泄力;     

水垫塘反拱底板单块体上举力的试

作为了防护下游河床的新型消能工━━反拱型水垫塘，在射流冲击荷载作用下所产生的上举力对反拱底板局部稳定性的影响，以及水垫塘模型试验应满足的必要的相似条件进行了论述,根据某工程反拱型水垫塘的模型试验，并通过对其反拱底板单块体上举力测试成果的分析，阐明了上举力的横向分布规律和上举力随下游水垫深度不同而变化的规律,利用理论分析与科学试验相结合的手段，拟合出反拱底板单块体上举力的经验公式。     

台阶式溢流坝消力池底板脉动压强特性研究

为了研究台阶式溢流坝不设反弧段连接时消力池底板脉动压强特性,采用物理模型试验方法,对某水库台阶式溢流坝消力池底板脉动压强特性进行了研究。结果表明,消力池底板脉动压强是随时间变化的平稳随机过程;脉动压强强度和峰值沿程先逐渐增大,在水流冲击区出现最大值,最大值可达1.198 k Pa,随后沿程逐渐减小,且随上游来流量的增加而增大;水跃区脉动压强随台阶高度的降低而增加;消力池底板脉动优势频率为0.01~4 Hz,属低频振动,其概率密度分布为偏态分布。     

大豆分离蛋白-阴离子多糖复合体系起泡性能研究

大豆分离蛋白(SPI)的许多重要的功能特性,会因为一些多糖类的添加而大大改善,例如可以提高食品体系的起泡性等。本文在前人研究的基础上,考察了添加黄原胶、卡拉胶和海藻酸钠等3种多糖时,其对SPI的起泡性的影响。结果表明:黄原胶、卡拉胶和海藻酸钠添加量均为0.1%时,复合体系泡沫的起泡度和泡沫稳定性都依次减小;随黄原胶添加量的增加SPI-黄原胶复合体系的起泡度和泡沫稳定性逐渐增大,添加量为0.10%时达到最大值;随PH值的增加,SPI-黄原胶复合体系的起泡度和泡沫稳定性逐渐增大,pH值7.0时达到最大值,之后稍微减小;随着NaCl浓度的增加,SPI-黄原胶复合体系的起泡度和泡沫稳定性逐渐提高;而起泡度在NaCl的浓度为0.75%达到最大值,泡沫稳定性在NaCl的浓度为0.50%达到最大值;在测定范围内,温度对SPI-黄原胶复合体系的起泡度随着温度的升高变化不明显,而泡沫稳定性随着加温度的升高而增加,60℃具有最大值,之后随着温度的增加而逐渐降低。     

旋转折射式喷头动能分布规律试验

以圆形及平移式喷灌机常用的Nelson R3000型旋转折射式喷头(绿色喷盘,4流道)为研究对象,应用2DVD测试100、150和200 k Pa工作压力下的水滴粒径和速度,计算并分析了水滴直径与单个水滴动能之间的关系,单位体积水滴动能和动能强度沿射程的变化趋势。结果表明:单个水滴动能与水滴直径的3.65次方呈正比关系,随着至喷头距离的增加,测点单个水滴动能最大值、最小值及平均值增大;距喷头相同测点处,测点单个水滴动能最大值和平均值随着压力的增加而减小;单位体积水滴动能随着至喷头距离的增加呈指数关系增大;距喷头相同测点处,单位体积水滴动能随工作压力的增大而减小,并随着至喷头距离的增大差异增大;距喷头0~6 m范围内,3个工作压力下动能强度均小于0.02 W/m2,且差异较小;6 m至喷洒范围末端,3个工作压力下动能强度出现最大值,分别为0.117 2、0.082 7和0.052 2 W/m2,在距喷头距离相同测点处,动能强度随工作压力升高而减小。     

谷子茎秆切割力学特性试验与分析

为减小谷子茎秆切割力、降低切割功耗,设计了茎秆往复式切割试验台,对谷子茎秆进行不同收获时间、茎秆部位、切割器组合形式、切割倾角、刀片斜角、平均切割速度和茎秆喂入速度的单因素切割试验,并在单因素试验基础上对平均切割速度、切割倾角和刀片斜角3个因素进行响应面试验。单因素试验结果表明:收获期茎秆极限切应力、单位面积切割功耗随含水率的增大而减小;基部起茎秆极限切应力、单位面积切割功耗总体上随茎秆高度的增加而减小,茎秆茎节极限切应力、单位面积切割功耗较茎秆节间大;茎秆双支撑切割形式较单支撑切割形式极限切应力、单位面积切割功耗小;切割倾角0°～20°时,茎秆极限切应力、单位面积切割功耗随切割倾角的增大先减小后增大;刀片斜角0°～48°时,茎秆极限切应力随刀片斜角的增大而减小,而单位面积切割功耗先减小后增大;平均切割速度0. 5～1. 5 m/s时,茎秆极限切应力、单位面积切割功耗随平均切割速度的增大呈先减小后平稳变化的趋势;茎秆喂入速度对切割力学特性无显著影响。响应面试验结果表明:试验因素对茎秆极限切应力、单位面积切割功耗影响的主次顺序为平均切割速度、刀片斜角、切割倾角,且最优切割参数为:平均切割速度1. 19 m/s、切割倾角7. 2°、刀片斜角36. 4°,最优参数下茎秆极限切应力和单位面积切割功耗分别为2. 88 MPa、22. 38 m J/mm~2,验证试验值与预测值相对误差不超过3. 5%。刀片斜角对比试验表明:刀片斜角36. 4°较30°(标准Ⅱ型动刀)切割谷子茎秆时,茎秆极限切应力、单位面积切割功耗分别减小了6. 6%、3. 9%。     

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。     

加筋土高挡墙三维变形分析

加筋土挡墙在复杂地形下的三维结构特性往往对其变形和稳定影响较大。将加筋土看作复合材料,对某机场高边坡挡墙未加筋与加筋土状态下土体进行了大三轴试验,并合理选取了计算参数,使用Mohr—coulomb弹塑性模型进行了未加筋与加筋挡墙的三维数值分析,研究发现：①挡墙变形受地形影响明显,有效应力随着挡墙高度的增加而增加,以墙高最大断面处应力最大;同一高程处有效应力最大值发生在挡墙后填土部分;挡墙沉降在谷地及较陡的山体处较大;②加筋对水平位移影响较大,与未加筋状态相比加筋后最大水平位移减少约45％;③随挡墙填筑高度的增加,水平位移初期快速增大,之后逐渐减小;高大山体能有效阻止挡墙水平位移的发展。     

鸡蛋碰撞特性的试验研究

通过碰撞试验研究了鸡蛋在不同斜槽高度、长度和不同挡板材料下的破碎程度,同时采取了正交试验进行更深入的探讨。试验结果表明:鸡蛋破损面积随着斜槽高度的增加而增大,随斜槽长度的变长而减小;挡板材料对鸡蛋的破损也有较大影响,其中以斜槽高度对鸡蛋的碰撞损伤影响最为显著。     

台阶式溢洪道流速水头沿程变化研究

水流的流速水头是重要的水力参数,可一定程度上反映水流的能量。为研究台阶溢洪道过流断面流速水头的沿程变化规律,将其与同体型的光滑溢洪道流速水头进行对比,引入相对流速水头的概念。通过对26.6°、33.7°、38.7°、48.0°四组坡度,0.5、1.0、2.0 m三种台阶高度的台阶式溢洪道,在单宽流量17.25~62.18 m2/s之间进行模型试验研究。结果表明台阶的流速水头沿程呈现曲线规律,关系复杂不便应用;而非均匀流段上相对流速水头与流程长度呈现良好的线性递增关系,相关系数R2为0.994 8~0.998 8。台阶部分对水流的阻碍效果随单宽流量的减小增大,而与台阶高度、坡度呈递增关系,其中坡度的影响最显著。试验证实了引入相对流速水头的必要性,为台阶溢洪道水力特性的研究提供了依据。     

掺气坎组合首级台阶对阶梯溢流坝面的影响

为了避免阶梯溢洪道中前几级阶梯表面发生空蚀破坏,在对阶梯溢洪道的设计中加入掺气坎,形成前置掺气坎式阶梯溢洪道.通过对Y型宽尾墩+阶梯溢流坝+消力池的联合消能工过渡阶梯首级台阶台面取4个角度、前置掺气坎取2个角度共8种组合工况分别进行水工模型试验,改变水库流量,从空腔长度、水面线、负压、底板时均压力、消能率等方面,寻找改善水力特性的过渡台阶衔接体型.结果表明:掺气空腔随着首级阶梯台面角和掺气坎增大,与阶梯坝面分离空间更大,水流挑射更高,空腔更长且工况2的空腔长度均大于工况1的空腔长度;随着掺气坎和首级阶梯台面角增大,溢流坝阶梯面最大负压绝对值减小;消力池底板压力和水面线变化不大,消能率增大.在8个方案中,前置掺气坎角度为10°、首级阶梯台面角度0°时的方案5最优.     

溢洪道泄槽弯道段导流墙动水压力试验分析

导流墙是改善溢洪道泄槽弯道段水流条件的工程措施之一。通过实际工程水工模型试验,对溢洪道泄槽弯道段导流墙两侧动水压力进行了试验与分析。结果表明,在弯道开始及结束断面,导流墙均出现负压力。而在弯道中间断面,导流墙不出现负压;导流墙负压的出现与导流墙两侧的水深有关,一般情况下,水深小于导流墙高度时,导流墙有可能出现负压;在弯道开始段断面,导流墙最大负压力出现在导流墙底部,而在弯道结束断面,导流墙右侧最大负压出现在导流墙约1/2高度处。     

一种钠冷快堆核主泵动静压导轴承间隙流体动力特性分析

针对钠冷快堆核主泵在实际运行过程中存在轴颈磨损和泄露问题,提出了一种通过设置螺旋槽来改善轴承间隙流体动力特性的方法.基于CFD数值模拟,对比了轴瓦螺旋槽轴承和主轴螺旋槽轴承性能优劣,发现主轴螺旋槽轴承效果更好.据此,探讨了螺旋槽结构参数对轴承间隙流体动力特性的影响,提出了初步优化的轴承结构.结果表明:影响支反力和偏位角的主因素是螺旋槽螺旋角,随着螺旋角的增大支反力增大、偏位角减小;影响泄漏量的主因素是螺旋槽螺旋角和槽台宽比,随着螺旋角和槽台宽比的增大泄漏量增大;头数对轴承性能参数影响不具有统计学意义.当螺旋槽结构参数设计为头数12,螺旋角42°,槽台宽比2时,导轴承具有最优的综合性能.研究成果对轴承结构设计有一定的指导意义.     

不同膜孔直径的浑水膜孔灌自由入渗特性研究

根据室内浑水膜孔灌自由入渗试验资料,对比分析了浑水与清水膜孔灌自由入渗的区别,研究了不同膜孔直径的浑水膜孔灌自由入渗特性及浑水膜孔灌自由入渗与浑水垂直一维入渗之间的关系;建立了浑水膜孔灌自由入渗参数、湿润锋运移参数与不同膜孔直径的关系;提出了不同膜孔直径的浑水膜孔灌自由入渗单位膜孔面积累积入渗量模型、稳定入渗率模型、单位膜孔面积侧渗量模型和湿润锋运移模型。结果表明,浑水膜孔灌自由入渗随着膜孔直径的增大,单点膜孔累积入渗量逐渐增大,单位膜孔面积累积入渗量和单位膜孔面积侧渗量逐渐减小;不同膜孔直径的浑水膜孔灌自由入渗单位膜孔面积累积入渗量的入渗系数K和入渗指数α都随着膜孔直径的增大而减小,单位膜孔面积侧渗量的入渗系数Kc随着膜孔直径的增大而减小,侧渗量入渗指数αc随着膜孔直径的增大而增大;在相同入渗时间内,随着膜孔直径的增大,垂直和水平湿润锋运移距离都逐渐增加。     

膜孔灌自由入渗条件下VG模型参数的敏感性分析

【目的】探究膜孔灌自由入渗条件下VG模型参数敏感性。【方法】基于HYDRUS-2D软件,采用单因子扰动分析方法,研究vanGenuchten方程中α、n、θ_r对膜孔灌单点源自由入渗特性的影响。【结果】(1)单位膜孔面积累积入渗量与α负相关,与n正相关,θ_r对单位膜孔面积累积入渗量无影响。水平湿润锋运移距离与α负相关,θ_r对其无影响。垂直湿润锋运移距离与θ_r负相关,与n正相关。入渗结束时高含水率湿润体面积与θ_r、n正相关,n的扰动对高含水率湿润体面积影响最大。(2)单位膜孔面积累积入渗量的相对灵敏度随α增大而逐渐减小,α的正扰动对单位膜孔面积累积入渗量的影响程度弱于负扰动。α负扰动时,水平湿润锋运移距离的相对灵敏度随扰动幅度的增大而逐渐增大;α正扰动时,水平湿润锋运移距离的相对灵敏度随扰动幅度的增大而逐渐减小。(3)n负扰动时,单位膜孔面积累积入渗量与垂直湿润锋运移距离的相对灵敏度均随扰动幅度的增大呈先增加后减小的趋势;n正扰动时,单位膜孔面积累积入渗量的相对灵敏度随扰动幅度的增...     

基于SWAT模型的农业面源污染尺度效应研究

基于SWAT模型建立适用于莲塘口流域的面源污染分布式模型,以子流域嵌套方式从上游至下游构建7个尺度,模拟分析了现状条件及不同情景下总氮、总磷排放负荷随尺度的变化规律。结果表明:随着尺度的增大,单位面积总氮、总磷排放负荷总体呈现逐渐增大的变化规律。原因是稻田是整个研究区域流失氮、磷的主要来源,尺度增大后稻田面积占比增加。当稻田面积比相同时,氮磷排放负荷随尺度的增大而减小,原因是随尺度的增大排水被重复利用以及氮磷被净化使浓度减少。不同水文年型及不同施肥制度下的模拟结果有着相同的尺度变化特征,而且同一尺度上枯水年氮磷排放负荷最少,随施肥量减少氮磷排放负荷减少。     

确定机群最佳服务面积及根据服务面积选择合理机群结构的方法

机群的服务规模不同,经济效益也不同。单位面积上机械作业的可变费用基本上为一常数,而分摊的固定费用则随服务面积的增大而减小。经过推导,单位面积上的机械作业费与服务面积间的关系图形为一双曲线。另一方面,关键作业项目若不能在适时期内完成,亩产量将受到损失,推导出的单位面积净产值与服务面积间的关系图形为一抛物线。在同一坐标图上,一般可得出两曲线的两个交点,交点对应的面积即为该机群服务范围的上下限,两曲线间的垂直距离表示单位面积的纯收益,也可在同一坐标图上用曲线Y表示,最大垂直距离的面积为最佳服务面积,此时Y=max。将全部可供选择的机群的Y曲线绘出后,对于给定服务面积A,可查出各机群对应的Y值,其中最大值所对应的机群,即为面积为A时的合理机群结构。本文用解析方法对上述思路作出推导,并用河北省晋县的实例对八种机群及不同规模进行了计算,得出不同规模时的配备方案,与晋县实际情况相当吻合。     

深松深度对土壤扰动影响的仿真与试验研究

深松深度是深松作业的重要评价指标之一,可对土壤扰动产生重要影响。为此,以凿型深松铲为研究对象,综合使用离散元仿真和土槽试验方法,利用土壤坑形轮廓宽度、土壤垄形轮廓高度、土壤蓬松度、土壤扰动系数和地表平整度等评价指标,研究不同深松深度对土壤扰动的影响。结果表明:1土壤扰动轮廓截面曲线基本吻合,土壤坑形轮廓宽度和土壤垄形轮廓高度随深松深度的增加而增大;2土壤蓬松度随深松深度的增加逐渐减小,土壤扰动系数随深松深度的增加逐渐增大,且试验和仿真得到的结果一致;3地表平整度随着深松深度的增加而逐渐增大,且试验与仿真结果的趋势一致。本研究可以为深入理解深松土壤扰动过程提供决策依据。     

基于摩擦因数的螺旋密封性能影响因素分析

为了揭示工作参数对螺旋密封性能和内部流动的影响机理,获得螺旋密封工作参数的选取范围和相互关系,将摩擦因数作为螺旋密封性能的量纲一评价因子.首先,建立了包括离心泵和螺旋密封的耦合三维模型和块结构化网格模型,基于RANS雷诺时均方法和RNG k-ε模型,选择螺旋角、相对槽宽和相对槽深等工作参数,基于Fluent软件预测了轴向雷诺数和螺旋密封摩擦因数的特性曲线,并对螺旋密封内部流场分布特性进行数值分析.结果表明:不同螺旋密封模型的摩擦因数随着轴向雷诺数增大而减小,且减小幅度越来越小;在其他影响因素一致,而仅改变螺旋角、相对槽宽和相对槽深中的某一参数的情况下,当螺旋角α=21.05°或相对槽宽r=0.5时,摩擦因数达到最大值,密封性能最优;当相对槽深H=3时,密封性能最优.为螺旋密封的设计和选型提供理论依据.     

微地形及沟断面形状变异性对沟灌性能影响的试验研究

针对沟灌,研究了沟底起伏状况和沟横断面形状的空间变异性对灌水质量的影响。通过分析在河北吴桥开展的棉花沟灌试验数据,描述了灌水沟断面形状和沟底高程二因素的空间分布特征。采用田面平整精度Sd值作为评价沟底高程变化程度的指标,确定其对灌水均匀度和灌水效率的影响;采用断面形状参数p2描述灌水沟断面形状,以p2的标准差反映其空间变异性对地表水流运动和灌水质量的影响。结果表明,灌水均匀度和灌水效率均随沟底高程标准差的增大而减小;水流推进速度随断面形状参数p2标准差的增大而降低,灌水均匀度和灌水效率随p2标准差的增大而减小。因此,微地形和灌水沟断面空间变异性,对灌水均匀度和灌水效率均有显著的影响。