悬栅消力池消能特性的试验研究

悬栅消力池是在新疆喀什河吉林台一级水电站引水隧洞水力学模型试验中提出的一种新型的消能工型式。通过试验研究，进一步分析悬栅消力池的消能特性，加栅前后消力池内水深及消力池下游明流洞内涌浪的变化。试验结果表明：同一工况下，悬栅的设置，破坏了水跃的结构，使水流内部结构经历剧烈的改变和再调整，消耗大量的机械能。消能率整体提高，最大提高幅度为15.10％，最高消能率达95．14％。加栅后消力池内水深及消力池下游明流洞内涌浪高度都有明显消减。     

悬栅消能率的投影寻踪回归因子贡献率分析及多因子优化组合仿真

应用投影寻踪回归技术,分析得到影响悬栅消能率的因子主要是悬栅安装高度,其次是栅间距,最后是流量。多因子仿真优化结果:在流量由34L·s-1变化到80L·s-1范围内,当栅距取4.0cm,栅条安装高度取4.6cm时,悬栅消能率均能达到80%。最佳栅距约为栅后涡流长度范围的1.5～2.0倍。     

无压隧洞洞内消能试验研究

通过新疆喀什河吉林台一级水电站引水隧洞水力学模型试验，对深孔式无压隧洞洞内消能及消能工型式进行试验研究的成果，提出了在无压隧洞洞内设置消力池加悬栅的消能工型式。试验表明，悬栅的置入增大了掺气量，并且起到了破碎水跃表面波浪的作用，从而削弱了因池中水波而引发的下游洞内涌浪。该消能工的消能率达90％以上。     

陡坡弯道体型水力特性的试验研究

卡群一级电站泄水陡坡于１９９５年底建成运行后，由于弯道体型设计不合理，当泄水流量为２８ｍ３ｓ－１（设计流量为６０ｍ３ｓ－１，加大流量为７０ｍ３ｓ－１）时，弯道水流已甩出凹岸边墙，而弯道凸岸基本上处于无水状态。对此，我们进行了模型试验研究。经多种修改方案试验比较，其中在陡坡段设置消能栅、弯道段设置导流消能板（简称综合式）的方案，既能较好地控制急流弯道水流流态，消除下级陡坡中水流折冲现象，又不改变原来弯道体型，节省了工程量。本文除对不同方案的体型布置及流态作简述外，着重对综合方案的水力特性及效果作分析和阐述     

基于粒子图像技术(PIV)观测的消力池内渥奇段悬栅布置试验

为进一步研究悬栅的消能机理,针对悬栅消力池内渥奇段悬栅布置型式,设计3组对比试验:保持渥奇段悬栅垂直消力池底板高度固定不变,进行单层悬栅布置;保持渥奇段悬栅垂直反弧段高度固定不变,进行不规则双层悬栅布置;保持渥奇段悬栅垂直反弧段高度固定不变,进行"M"型双层悬栅布置,通过使用粒子图像技术(PIV)对模型试验进行观测并进行流场分析。结果表明,保持渥奇段悬栅垂直反弧段高度固定不变,进行"M"型双层悬栅布置时,消力池内水流流态相对较稳定,消能率显著提高,消能效果更为理想,较其他2组布置型式更优;将悬栅布置高度下降,消力池内水流流速有着明显的下降,并且旋涡的高度也随之降低,旋涡下通过的水流随之减少,水流流态更加平稳。     

戽流消能水力特性三维数值模拟研究

为研究戽流消能的机理,以某水库工程消能工为基础,采用RNG k-ε紊流模型和VOF多相流模型对比研究了底流消能与戽流消能时的流场差异。研究结果表明:戽流消能主要通过消力池表面漩滚和消力池前的竖向漩滚,加剧了水流的紊动掺气碰撞,从而增大消能效果;相较于底流消能,戽流消能出池流速流态更为均匀,能减轻下游河床冲刷,可为设计提供参考。     

筛网式消能工的设计

对中小型堰、闸、跌水等渠系建筑物消能设施的选择提出见解,推荐采用筛网式消能工,并且针对筛网式消能工的结构布置、水力计算、消能计算提出一些建议,供水利工作者在实际工作中参考.     

阶梯坝面消能在工程中的运用

 通过水工模型实验,将阶梯坝面消能运用于水利工程的泄水建筑物上,以改善其水力条件,增加泄流面消能、减少下泄水流动量和速度,减轻泄水建筑物下游消能负担、减小(或省免) 下游消能设施及工程量,增强泄水建筑物(如溢洪道) 的整体稳定和安全。这项消能技术多次在云南省的水利工程中运用,取得了较好的效益。     

陡槽溢洪道多孔消能板消能特性影响因素的试验研究

传统消能工对于低水头、大流量的陡槽溢洪道消能效果并不显著。在陡槽溢洪道上设置多孔消能板后,大大提高了陡槽溢洪道的消能率。该文采用物理模型进行试验的方法,对设置多孔消能板的陡槽溢洪道的水流流速及消能特性行了详细的研究,得到了各个因素对设置多孔消能板的陡槽溢洪道消能率的影响情况,给出了其消能率最高达到80%以上的多孔消能板处理方案,消能效果显著。     

大海波水库溢洪道出口消能试验研究

 通过大海波水库溢洪道出口消能模型试验,揭示了大海波水库溢洪道出口的水力动态特征,验证溢洪道的出口消能效果及下游河床抗冲刷能力,为工程设计提供可靠的设计依据。     

悬栅消能率的投影寻踪回归数值模拟及检验

应用投影寻踪回归技术，对非正态、非线性悬栅消能率实验数据，用1／5数据建模拟合，4／5数据留做预留检验，拟合合格率92％，预留检验合格率92％，并与激光测速得出的消能率及原型观测的消能率完全吻合。     

大跨度斜拉桥主梁气动力特性的大涡模拟

为验证大涡模拟方法在获得桥梁主梁气动力特性上的可行性，开展了均匀流中大跨度斜拉桥扁平钢箱梁在Re=1.27×105下的绕流场三维计算流体动力学分析.大涡模拟方法采用Smagorinsky压格子湍流封闭模型，基于网格和时间步长无关检查确定的计算参数，获得了主梁气动系数统计平均值、脉动值和漩涡脱落St数随来流攻角的变化，表明三维主梁绕流漩涡脱落的频率带宽分布和展向不同步特征.基于主梁表面非定常压力时程的统计平均值和RMS值分布，分析了主梁表面的流动分离和再附特征，并建议了风洞试验测压孔的合理布置形式.与风洞实验相关结果的对比表明，大涡模拟方法是获得桥梁主梁气动力特性和绕流机理的有效方法.     

大跨悬索桥动力特性的敏感性分析

以四渡河悬索桥为研究背景,建立了该大跨钢桁架加劲梁悬索桥的空间动力计算模型,研究了土-桩-桥相互作用和中央扣的设置方式对大跨悬索桥动力特性的影响.结果表明,土-桩-桥相互作用对悬索桥动力特性的影响主要是以塔振动为主的频率减小;中央扣的设置使得悬索桥刚度有所增加,相应的各阶频率增大,但各类振型受影响的程度不同,其中反对称扭转振动频率和以纵飘振动为主的频率增加最为显著,并且刚性中央扣作用高于柔性中央扣.     

独塔悬索桥基本参数研究

基于挠度理论以及等代梁法，分析矢跨比和高跨比对主缆和索塔用量的经济性影响和结构受力变形的影响，得出矢跨比和高跨比在经济性和结构刚度方面的各自适用范围.为验证建议范围内的矢跨比和高跨比可以满足结构经济性的同时亦满足结构的受力变形要求，试设计一座独塔双主跨悬索桥，并与中国某三塔悬索桥进行比较分析.结果表明：独塔悬索桥主缆用量比三塔悬索桥减少约14%，索塔造价减少约3.5%活载作用下独塔悬索桥主梁最大挠跨比、主梁最大转角以及塔顶最大纵向位移均小于三塔悬索桥.选择合适的矢跨比和高跨比的独塔悬索桥，可以兼顾结构的经济性和使用性，还可与三塔悬索桥方案竞争.     

超大跨悬索桥地震响应的综合最优控制研究

超大跨缆索支承桥梁通常选择隔震体系以减小桥塔的地震内力,但隔震体系会使得结构在强震下的梁端位移很大,必须采取控制措施以保证整体结构的抗震安全性。本文以主跨1 490 m的润扬悬索桥为研究对象,在对其地震响应特性进行分析的基础上,从振动控制的原理出发,探讨了控制超大跨悬索桥地震响应的具体的措施及参数选择,结合改进的层次分析法提出了地震响应综合最优控制的概念,构造了综合最优控制效果评估模型,并给出了该桥在给定地震输入下的综合最优控制措施。结果表明,对于超大跨悬索桥,在塔、梁间设置弹性连接装置或阻尼器都能减小梁端位移响应,但综合考虑其它部位的响应,阻尼器的减震效果更为全面。     

浑水水力分离清水装置清水流场特性试验研究

利用PIV技术，对浑水水力分离清水装置的清水流场进行了测试，得到了浑水水力分离清水装置内部流场的水流流速场、涡流场、涡流结构。给出了各测试平面的定量流场分布情况以及测试平面内的涡量场分布图、速度矢量分布图、速度分量应变率分布图和流场流线图。根据测试结果，给出了流场的切向速度分布和轴向流速分布。通过对流场的分析，初步探讨了浑水水力分离清水装置内清水流场的分布规律。     

低佛氏数水跃紊流数值模拟研究

【目的】研究低佛氏数(Fr₁)水跃紊流的水力特性。【方法】采用VOF方法处理闸门上、下游表面,用二维RNG型k-ε紊流数学模型,对低佛氏数（Fr₁=2.0～4.5）水跃紊流进行数值模拟,研究了不同低佛氏数水跃的跃后水深、水跃长度及流速分布,分析了水跃区及其下游明渠流区压强、紊动能、耗散率和水跃消能率的特性。【结果】淹没系数大于1.2时,水跃长度均大于其他经验公式计算的水跃长度,且水跃长度增幅随佛氏数的增加而增大。水跃区断面各点时均流速最大值沿程减小;跃后明渠流区,断面各点平均流速沿程无明显变化。水跃区主流与漩滚交界处附近,特别是泄水闸门附近的紊动能及耗散率均最大。随着佛氏数的增加,理论和实际消能率均增大,且理论消能率大于考虑了跃后紊动能的实际消能率。【结论】低水头水利枢纽泄洪功率较大,应充分考虑低佛氏数水跃实际消能率低的水力特性,设计合理的消能设施以解决其消能防冲问题。     

钢筋混凝土变截面箱梁横向受力有效分布宽度分析

在考虑钢筋混凝土箱梁整体变形的基础上，用空间有限元分析程序对单箱单室箱梁顶板、翼缘板在轮胎局部荷载作用下的横向受力进行了系统的参数分析．通过回归分析，得出箱梁在变截面参数下行车道板的横向弯矩与横向受力有效分布宽度的经验计算公式，并将经验值与有限元值及我国现行桥梁规范值(JTJ 023-85)进行了比较，表明所提公式在常用参数范围内具有足够精度，并用其对变截面箱梁的横向受力分布规律进行了分析．     

pH值等因素对不同农药悬浮剂稳定性的影响

以实验室自制的30%戊唑醇.甲基硫菌灵和40%戊唑醇.多菌灵悬浮剂为对象,初步研究了pH值、温度、水质、研磨时间对农药悬浮剂粒子大小、粒度分布及悬浮率的影响,其中粒子大小、粒度分布分别以中位径和跨距2个指标来反映。结果表明,以上4种因素的变化对30%戊唑醇.甲基硫菌灵和40%戊唑醇.多菌灵悬浮剂的中位径影响均很小,但粒度分布和悬浮率均受到不同程度的影响。随着pH值的变化,2种体系跨距波动的幅度并不明显,当pH值分别为10、6时,30%戊唑醇.甲基硫菌灵和40%戊唑醇.多菌灵悬浮剂的悬浮率较低;随着贮存温度的升高,2种悬浮剂的跨距均有所增大,悬浮率均降低;随着水质的改变,跨距差异均不大,悬浮率高低呈蒸馏水>超纯水>自来水的趋势,但差异不明显;随着研磨时间的延长,跨距均先显著降低随后趋于平缓,悬浮率则先升高后降低再升高,最后趋于平缓。