桥墩布置形式对桥墩绕流及局部流场的影响

应用MIKE21软件模拟分析了不同桥墩布置形式斜交桥对河道局部流场的影响.模拟结果表明:单线斜交桥对水流有明显阻水影响,双线斜交桥对水流的阻水影响,并不是简单叠加;下游桥桥墩与上游桥桥墩对孔布置且桥墩相距较近,下游桥桥墩受上游桥桥墩的遮蔽作用,其阻水影响被削弱,对水流的消能和流速再分配有一定作用;下游桥桥墩与水流方向夹角的改变,除使桥墩附近局部区域水流流态变化明显,并随着角度增加影响增大、其他区域变化值相差不大,不存在单调关系;圆端形桥墩应尽量采用顺水流布置,非顺水流布置时,如果对桥墩附近局部区域水流流态的影响较大,可通过开挖拓宽桥址处河道,降低河道单宽流量,增加河道过流面积的方法改善.     

大型轴流泵站技术改造试验研究与

针对上桥泵站的具体情况，提出在保留原进出水流道、原电动机和原导叶的基础上只进行换泵的技术改造方案。针对该方案，对上桥泵站模型泵装置的能量特性和汽蚀特性进行了全面的试验研究，确定了改造方案的可行性。通过技术改造前后的现场实测结果表明，在经常运行扬程附近并满足设计流量要求的情况下，改造后较改造前泵站的效率提高了19%之多，改造效果显著，可为其它大型泵站的更新改造提供一定的参考价值。同时提出了大型轴流泵装置模型和原型之间新的效率换算关系，并且对上桥泵站技术改造后的原型泵装置效率特性进行了预测，与泵站改造后的现场实测结果非常吻合。     

桐坝水利枢纽消力池的优化模型试验研究

中低水头的水闸在小流量,单孔或少孔开启时,过闸下泄水流可能形成远驱水跃,直接冲刷河床,严重威胁闸室的安全;在大流量时,由于上下游水位差小,水流佛氏数低,难以形成水跃,消能效率低,通过消力池的水流仍具有较大能量,可能对下游河床和河岸形成不利冲刷.因此其消能防冲存在着相当的难度,一般通过消力池或辅助消能工消散水能.通过桐坝水利枢纽的水工模型试验,研究了消力池及辅助消能工的结构及布置,提出了优化方案.     

消力池底板脉动压力与噪声耦合研究

以水力学和声学理论为依据,以模型试验的形式进行,选定宽顶堰堰进行研究,设定三个流量,测量并记录各种方案下消力池底板水流脉动压强及相应噪声值。经分析发现,水流脉动压强及噪声值都随流量增大而增大,消力池底板水流脉动压强与噪声值有一定的相关性,脉动压强值最大断面与消力池噪声值最大断面相同,但变化趋势不完全相同。水流与固壁之间的相互作用和水流紊动（水流与水流的相互作用）是引起水流噪声的主要原因素。     

抽水蓄能电站侧式进出水口体型优化模型试验研究

抽水蓄能电站有发电和抽水两种工况,因此进出水口的水流有双向流动的特点,进出水口的体型设计对水电站高效、经济运行有较大的影响。针对句容抽水蓄能电站,通过物理模型试验分析了该电站原方案中侧式进出水口各孔道流量分配、断面流速分布、水头损失系数等水力特性,试验结果表明原方案达不到设计规范要求,经过分析,采用了对进水出口高度及顶板扩散角进行优化调整的方案。试验结果表明,优化体型的水流特性好于原体型,满足规范要求。     

真空有压管道内伪空化水流试验研究

为了研究真空有压管道内水流特性,采用不同安装高度及上下游水位差进行系列试验研究,量测出各工况下的管道过流流量、压强及压降大小,并对试验结果进行研究和分析。试验结果表明,管道水流在各工况下的最小压强大于水的饱和蒸汽压,空化数大于管道初生空化数,管道水流发生伪空化现象,根据气泡形状和分布把管道水流分为气泡流和气团流;当上下游水位差一定时,随着管道安装高度的增高,管道内水流流量逐渐减小;当安装高度一定时,上下游水位差增大,管道压降增加致使管道流量增大;在上下游水位差作用下,管道通过小流量时,管道安装高度对压降影响很小,当管道通过大流量时,管道断面压降随着安装高度增加逐渐增大;气泡存在增大了水流阻力,阻力随着管道流量的增大呈先增大后减小的规律。     

浑河抚顺段桥群壅水数值仿真研究

桥梁压缩河道产生壅水,在大流量下桥梁群壅水效应的叠加会形成防洪隐患。采用二维浅水方程中水力要素沿水深平均的方法,建立平面二维水流数学模型进行求解,研究压缩度、流量和糙率对单桥壅水的影响,并对浑河上将军桥、铁路桥和永安桥三座桥梁壅水情况进行数值仿真研究。通过与规范公式计算结果和实测资料相比较,验证了模型的准确性。同时也说明用压缩度代表桥梁对河道影响的数值仿真方法具有通用性,该方法可在桥位选择和桥渡总体布置中推广应用。     

渠道非恒定流过渡时间影响研究

采用特征线法,模拟了不同渠道长度、闸门调控时间、流量变化率及运行方式下渠道水流过渡过程,并分析了其对水流过渡时间的影响。结果表明,渠道运行方式对水流过渡时间影响较小。渠长、调控时间、流量变化率为影响过渡时间的敏感因素。渠道越长,闸门调控时间越长,流量变化率越小,水流过渡时间就越短,水位流量波动越小,水流过渡越平缓。     

大型箱涵式泵装置优化设计与试验

为了研究箱涵式泵装置进、出水流道的水力性能,采用了基于CFD数值模拟计算和模型试验的DOE正交设计试验方法。对进、出水流道进行三维参数化建模,以进水流道出口断面速度均匀度和水力损失为目标函数,针对进水喇叭管、导水锥和出水喇叭管、出水导流墩控制尺寸进行五因素四水平的正交试验设计。通过CFD数值模拟手段,针对设计流量工况点,分别对进水流道和出水流道各16个设计方案进行数值模拟计算,分析不同控制尺寸对进、出水流道水力性能的影响。最后通过模型试验对优化方案数值计算结果进行可靠性验证。数值模拟和试验结果表明,通过DOE正交设计方法进行进水流道优化设计,可以得到各控制参数对进水流道水力损失和出口断面均匀度的主次影响,进水流道最大水力损失达到8.56 cm,最小水力损失为3.91 cm,优化方案水力损失为3.65 cm,出口速度均匀度达到93.07%,较初始方案水力损失降低了1.31 cm,出口速度均匀度提高了1.17个百分点;出水流道最大水力损失为46.07 cm,最优组合出水流道水力损失为32.53 cm,较原始方案水力损失减小了7.96 cm。根据泵装置全特性曲线可知,该泵装置出水流道水力损失在设计工况下最小,最高运行效率达到70.04%,最高运行扬程为4.0 m,在设计扬程1.36 m时,效率为66.82%,对应流量为34.31 m3/s。模型试验最高运行效率达到71.5%,在设计扬程1.36 m时,试验运行效率在64%左右,与数值模拟结果吻合较好。     

薄层水流水力特性试验研究

对粘砂床面的薄层水流进行定床试验,研究了不同流量、坡度下薄层水流的水力学参数(流态、水深、流速及阻力系数)随坡度和流量的变化规律。结果表明:水流雷诺数Re随着坡度和流量的增大而增大,但Re主要是由流量决定的,坡度对Re的影响不大,水流流态基本上在过渡流区和紊流区;平均水深-单宽流量,流速-单宽流量,水流阻力系数-单宽流量均成很好的幂函数形式,平均水深和流速均随单宽流量的增大而增大,阻力系数随着单宽流量的增大而减小。     

食盐浓度法泵站测流取得可喜成果

继今年6月15目在江都召开的“泵站测流方案研究会"之后,江苏省江都水利工程管理处与武汉水利电力学院泵及泵站教研室测流小组、基础化学教研究测试组的同志一起,于9月18日在江都三站联合进行了食盐浓度法的现场测流.现场测流工作是在江都三站3号机组上进行的.在进水流道的进口处注入盐水,在出水流道的驼峰前多点取样.共测定39个不同工况下的单机流量.通过对样水的化学分析,测得稀释倍数,从而计算出水泵流量.经过计算,所测定的流量误差小于2.0%.用食盐浓度法测流的同时,在出水流     

沟灌侵蚀过程的水动力学特性模拟研究

通过室内沟灌侵蚀模拟实验,研究了沟灌侵蚀过程中不同流量、坡度下垄沟水流的流态、流速及阻力系数的变化规律。结果表明,坡度和流量对水流流速的影响显著,流速随着坡度和流量的增大呈逐渐增大的趋势;流速与坡度、流量的相关性显著。垄沟水流的雷诺数变化范围为923～4 623,属于紊流;并且随着流量的增大呈现出逐渐增大的规律。弗汝德数在实验过程中变化范围为0.41～1.34,大部分都处在急流状态;坡度的增大使弗汝德数也随之增大。阻力系数变化范围为0.14～0.53。     

轴流泵多目标优化正交试验

为了整体提高轴流泵的水力优化设计水平,找出影响轴流泵性能的主要几何参数,运用正交试验方法,以扬程、效率、轴功率和压力脉动作为试验评判指标,将综合频率分析法应用到轴流泵多目标优化设计中。基于L_9(3~4)正交表得到了9组方案,研究叶片数、翼型、轮毂比和叶片与导叶间距离对轴流泵的扬程、效率、轴功率和压力脉动的影响规律,并通过综合频率分析法确定了一组最佳试验方案。结果表明:该最佳试验方案在设计流量下,水流在叶轮及导叶段中的流态较好,水流流线顺畅,分布相对均匀;轴流泵模型在流量和扬程满足改型要求的同时,效率提高了5.7%;轴功率下降了1.21%;压力脉动系数降低了11%,验证了综合频率分析法在多目标正交优化中的可行性。     

泵站前池流态分析及开机组合优化

建立了旗岭泵站前池、引水明渠、进水流道三维实体模型,并利用CFD方法,模拟设计流量、不同开机组合时前池流态,分析流动均匀性及漩涡分布,获得大流量下最优的开机方案,这为提高泵站前池水力稳定性和保障泵站安全经济运行提供了有力的理论依据。     

泗阳二站轴流泵装置模型流道优化及模型试验分析

【目的】提高泗阳二站改造工程泵装置的水力效率,明确泗阳二站改造后泵装置的水力性能,了解泵站的真实运行情况,便于泵站的安全运行管理。【方法】以泗阳二站的立式轴流泵装置为研究对象,采用数值模拟技术分析了原设计方案(方案1肘形进水流道的流道高度1.707D、长度3.895D、进口面积4.984D²;虹吸式出水流道长度6.14D、进口直径1.09D、出口面积3.934D²,其中D为叶轮名义直径。)的泵装置水力性能并开展了流道的优化分析,通过物理模型试验获得了泵装置的能量性能。【结果】给出了肘形进水流道弯肘段方变圆渐缩型线、出水流道隔墩起始位置及隔墩长度的优化方案,优化后的肘形进水流道出口面的轴向速度分布均匀度提高了3.32%,加权平均偏流角减小了0.945°,水力损失减小了10.4%;相比原设计方案,优化的虹吸式出水流道水力损失减小了7.51%。在叶片安放角+2°、设计扬程6.30 m时,原型泵装置流量为35.2 m³/s,满足设计流量的要求,效率为76.02%;在最大扬程6.8 m时,原型泵装置流量为33.84 m^3...     

引黄济青工程宋庄泵站的技术改造

为了提高引黄济青工程宋庄泵站的单泵流量，满足梯级泵站联合运行流量调节的要求，通过对宋庄泵站供水能力不足原因的分析和进、出水流道水力条件的分析，提出了在不改变原有水工结构的前提下，采用混流泵替换现有轴流泵的改造方案。     

不同条件下橡胶坝下泄水流水噪声研究

通过在不同的消力池尾坎高度、不同的消力池长度、不同的流量下对橡胶坝下泄水流水噪声进行测量,研究橡胶坝下泄水流与上游来水流量及下游消力池状况的关系。结果表明:在流量、消力池长度均相同的条件下,尾坎高度的改变会影响橡胶坝下泄水流噪声值大小,随尾坎高度提高,水噪声值降低;在相同的上游来水流量、消力池尾坎高度相同时,橡胶坝下泄水流噪声值是随着消力池长度的增长而下降;在相同的消力池长度和尾坎高度情况下,橡胶坝下泄水流噪声值是随着流量的增大而总体上升。     

入沟流量对灌水质量和水流特性的研究

通过垄作沟灌的田间灌水试验,用极差分析研究入沟流量、沟宽、沟深、沟底纵坡4个技术参数对灌水质量的影响和研究入沟流量对地面水流特性的影响。研究表明:入沟流量对灌水质量影响最大,其次为沟底纵坡、沟深和沟宽;水流推进时间随着入沟流量的增大逐渐减少,推进速度逐渐加快,水流推进距离与水流推进时间呈幂函数关系,相关程度都大于0.99;水流消退时间随入沟流量的增大逐渐增大,消退速度逐渐减小,尽管水流消退时间与距离也呈幂函数关系,但二者的相关性没有推进过程的好。研究成果对我国入沟流量的相关研究具有一定的参考价值。     

渠系拱桥的一种新型轻桥台

江苏北部平原地区,农桥是一个面广量大的渠系配套工程。轻型化的双曲拱桥和桁架拱桥是社队自主建造的主要桥型,然而,在这类桥型中重力式桥台的工程量几乎占全桥工程最的60～70%,因此,研究和推广轻型桥台以节省拱式农桥工程量,成为农桥建造上的一个重要课题。     

基于射流脉冲三通的滴灌带试验研究

基于射流脉冲原理,设计并加工了一种结构简单的射流脉冲三通,能够利用射流反馈振荡技术在滴灌带内形成脉冲水流,有益于提高滴灌系统的灌水均匀度,降低流量偏差率。在分析射流脉冲三通工作原理的基础上,通过水力性能试验,分析射流脉冲三通进口压力与振幅及出口流量的关系,研究滴灌带对射流脉冲三通振荡水流的响应特性,并对滴灌带脉冲频率、振幅与灌水均匀度及流量偏差率进行了试验研究,与相同条件下的普通三通作了试验对比。结果表明,射流脉冲三通2个出口能够产生强烈的振荡水流,并可在滴灌带内形成具有一定脉冲频率与振幅的脉冲水流,在20~80kPa工作压力下,与普通三通相比,灌水均匀度提高0.75%~1.99%,流量偏差率降低3.73%~10.76%。