基于SIVAK的三峡船闸通过能力仿真

基于仿真软件SIVAK建立三峡船闸仿真模型,分析船舶的待闸时间,研究过闸调度策略.运用先到先服务(FCFS)调度方式和现实中过闸船舶编排调度方式,分别对三峡船闸通过能力进行仿真,得到两种调度的仿真结果.对比结果表明,运用FCFS调度方式可以明显缩短船舶待闸时间,增加过闸船舶数量,提高船闸通过能力,提升船闸服务质量.     

三峡永久船闸决策支持系统研究

三峡永久船闸决策与仿真系统是用于模拟船闸运行调度过程的一套系统。闸室编排调度是一个NP-完全问题，首先建立解决该问题的数学模型，然后提出一个优化算法，有铲地解决闸室面积利用率和过闸船舶优先级之间矛盾的问题，最后用试验数据说明该算法可提高三峡船闸编排调度的效率。     

繁忙船闸的船舶待闸时间分析与估算

为了反映内河船闸的服务质量,并为船闸工程的经济评价提供基础数据,以目前国内仅有的京杭运河施桥船闸多年运行实测资料为例,统计分析了繁忙船闸的船舶待闸时间特点,并基于G/G/1排队模型,建立了估算繁忙船闸船舶待闸时间的近似数学模型.结果表明:该繁忙船闸的船队待闸时间主要分布在16 h以内,单机船的待闸时间主要分布在6 h以内或者14～22 h之间;船舶待闸时间的长短不仅与其交通负荷有关,还与船舶到闸和过闸的离散程度有关;模型能够合理地给出船舶的平均待闸时间,而且船舶待闸时间的理论分布与实测数据吻合程度良好.说明该模型是可靠的,能够用来估算类似繁忙船闸的船舶待闸时间.     

三峡船闸完建期156 m蓄水位4级运行方式原型调试研究

从水力学条件论证了船闸采用4级运行方案的可行性。通过原型调试，采取中间及阐首优化后的输水方式运行，基本消除了闸室第一分流口空化，船闸在超过设计的45.2 m水头下工作条件较好，在三峡船闸完建期156 m蓄水位船闸采用4级运行方式具优越性。     

闸室船舶组合优化动态模型

基于心理学理论,对待闸船舶提出了极限等待时间的概念.提出将船舶按照特大型、大型、中型、小型设立排队队列,并基于0-1规划建立闸室船舶组合优化动态模型.以泰州船闸某一天上行过闸为例,应用闸室船舶组合优化动态模型对其进行优化调度.结果表明,优化后总闸次数、平均每闸吨位、船舶平均待闸时间、平均闸室利用率等指标比优化前均有了不同程度的改善.     

Best fit算法在三峡船闸调度中的应用

为了最大限度地发挥三峡区段的通航能力,建立了一种适用于三峡永久船闸的决策支持系统．研究了决策支持系统中的关键问题——船舶入闸编排算法,基于三峡通航的实际情况,如船型复杂多变,中小船舶抢道入闸等,建立了解决问题所需的数学模型．以经典的best fit算法为基础,考虑到各种实际情况,设计了带匹配权值的best fit算法,通过多次测试确定了估价函数,较好地解决了闸室面积利用率和船只优先级别之间的矛盾．实验表明算法适用于三峡永久船闸的编排调度,效果不错．     

船舶出闸管理仿真平台框架及关键技术研究

虚拟仿真具有表达直观、信息量大、综合性强的优势,逐渐在通航管理系统中得到关注。该文从系统应用的角度提出了船舶出闸管理虚拟仿真平台的基本框架,研究了基于数字高程数据、遥感影像数据地形与地物建模技术,重点探讨了在船闸特殊环境下闸室内船舶定位技术及实时数据融合处理技术。以三峡船闸为例,并通过集成水文、气象等要素构建了船舶过闸管理虚拟仿真平台原型系统,采用的技术对于虚拟仿真在行业的应用是非常有益的探索。     

船闸一次过闸平均吨位计算模型

为研究内河船闸通过能力,对其关键参量一次过闸平均吨位的计算方法进行改进,建立了基于船舶吨位与面积关系的一次过闸平均吨位计算模型.结合实测资料,对模型的船舶吨位与面积关系以及闸室利用率进行了分析.船舶吨位与面积关系可采用线性、二次多项式等函数进行回归分析得到,闸室利用率可采用其年平均值,一般在0.5~0.7之间.验证表明:该模型结构简单,能够得到令人满意的结果;较之规范(JTJ305—2001)推荐的方法,回避了过闸设计船型的选取及其组合等不确定性因素,能够动态地反映船舶大型化和标准化趋势的影响,根据实际或预测的船舶平均吨位即可连续计算一次过闸平均吨位,为船闸通过能力计算提供了新思路.     

滑块式浮式系船柱设计与研究

为了保证船舶过闸的安全,国内所有已建或在建船闸的闸室都采用浮式系船柱,它是确保船舶在闸室充泄水过程中,起着保护船舶自身安全作用的,是一个随着水位变化能与船舶同步起伏的装置;目前,国内浮式系船柱的运行机构,都是采用滚轮作为运行方式的,其结构较复杂,存在易锈蚀、易松动、运行噪音大等缺点.滑块式浮式系船柱采用滑块作为浮式系船柱的运行机构,滑块材质采用高分子材料,具有结构简单、耐腐蚀、维护简便、运行阻力小、几乎无噪声等优点.     

开通闸条件下船闸安全运行试验

采用物理模型试验对船闸开通闸的安全运行条件进行研究,给出不同上下游潮位差条件下闸室及引航道区域的水流流态、流速和启闭机受力规律,并根据试验结果建立不同潮位差与最大纵向流速的关系式,提出开通闸安全运行条件的确定方法。该方法以上下游潮位差为控制条件,以流态、最大横向流速、最大纵向流速、最大启闭机受力作为船闸开通闸安全运行的判别指标,综合确定开通闸安全运行的潮位差条件;焦港船闸的实例应用表明,其开通闸运行安全条件为上下游潮位差处于-0.37~0.39 m之间。     

气垫调压室临界稳定断面计算参数取值讨论

针对气垫调压室断面尺寸通常取决于其临界稳定断面这一特点,指出电站静水头、机组引用流量和调压室水位微幅扰动时气体的热力学过程是影响该临界稳定断面的重要因素。对调压室内气体与环境之间热传导过程进行研究,认为以等温变化(多方指数取1.0)模拟小扰动下气体的热力学过程更符合实际情况。对气垫调压室临界稳定断面计算公式进行数学分析并结合工程实例进行计算,结果表明,以电站正常运行时可能出现的最大静水头及其对应流量作为临界稳定断面的计算条件,能满足其他可能工况下的调压室水位波动稳定性要求,更利于工程安全。     

底部设置隔壁式岔管的调压室水力特性三维数值分析

为了研究底部设置隔壁式岔管的调压室复杂水力特性,通过构建底部设置隔壁式岔管的调压室结构的三维数值计算模型,分析了典型流态下调压室的水流流态特性、分流/合流流态下局部水头损失系数与分流比的关系、正常运行工况下水流流经调压室底部的水头损失系数和水头损失特性,并推导得到了水流全部流进/流出调压室的水头损失系数和流量系数转换公式,较全面阐明了底部设置隔壁式岔管的调压室的局部水力特性。结果表明,三维数值模拟方法能准确揭示相应调压室结构的水力特性,水流全部流进/流出调压室的流量系数总体介于0.6~0.8之间,与规范相比,水流流进/流出调压室的流量系数相对较大。     

淹没式多孔套筒阀控制柜通水自动控制程序的改进及应用

针对山西省万家寨引黄工程连接段输水管线3座减压阀室调节流量最初设计中，存在流量波动较大，流量显示滞后从而造成1^#、2^#阀室减压阀调节次数过多，对阀门长期运行不利的状况，提出了减压阀PLC控制柜自动控制程序，即1$#,2^#减压阀采用水位控制，3^#减压阀采用流量控制的方案。并对PLC控制柜自动控制的工作原理及测试程序做了介绍。     

水喷淋作用下室内火灾数值模拟研究

在3.5m×3m的小室内,采用煤油模拟油池火,进行细水雾灭火模拟试验,运用fluent研究小室内的温度场分布和雾滴在腔室中的运动及其与火源的相互作用,其结果表明:火灾发生10s后,火场基本达到稳定,喷嘴开始响应,故随时间的推移,右侧温度降低较快,左侧温度几乎保持不变,而水滴的冷却能力有限,故模拟最后仍存在一个墙壁羽流。在高温条件下,粒径较小的水滴蒸发,粒径较大的水滴向左运动。Fluent能很好的模拟水滴与高温烟气的相互作用。     

水击和调压室水力实验装置研制

自主研制的水击和调压室水力实验装置,可测定阀门不同启闭规律和管道上不同流速条件下的最大水击压力、水击压力过程线、沿管道水击压力分布以及调压室最高最低涌浪水位和水位波动的衰减过程;并且利用计算机测控,一次完成水击和调压室水力实验测控过程及数据采集和波型回放;通过实验证明,压力管道最大水击的实测值和理论计算值吻合,设置调压室时,调压室最高、最低涌浪水位和水位波动过程与实际情况完全吻合。     

防水型救生舱防护结构研究

参考潜艇结构设计方法,对耐水压150米的防水型救生舱环肋圆柱壳耐压结构的进行了研究,获得了壳板厚度、肋骨型材、肋骨间距和肋骨型号关键参数对耐压外壳所受关键应力和稳定性的影响。通过对外压容器的补强方式的比较和分析,确定了防水型救生舱舱门和观察窗开孔补强的方式方法和面积。通过数值模拟对舱段耐压结构的多种影响因素进行模拟计算,完成了整舱承压性能的应力应变模拟分析。结果表明,所设计防水型救生舱在2.25 MPa的外压下,舱体所受最大应力为100 MPa~300 MPa,整体形变最大值出现在舱尾椭圆封头的最中心,大小为6.1 mm。救生舱整体结构合理,对于防水型救生舱结构设计提供给了依据。     

高压共轨多次喷射油量波动现象分析

采用实验测量与数值模拟研究相结合的方法,研究了共轨燃油喷射系统动力学的基本原理,重点关注多次喷射过程中,水击现象造成的随间歇时间变化的喷射油量波动现象.利用AMES im软件建立的高压共轨燃油系统模型进行仿真,分析了多次喷射过程中,水击压力波动影响下的喷油器控制腔、蓄压腔液力过程和控制球阀、针阀运动规律.结果表明,高压共轨多次喷射油量波动是由于水击压力波动对针阀运动特性和喷射压力产生的周期性综合影响造成的.     

三峡升船机上闸首的自振特性分析

导出三峡升船机上闸首闸墙、航槽和工作门上动水压力附加质量的统一算式,利用直接滤频法分别求解上闸首顺河向和横河向的自振特性,并对上闸首在空库和满库时的自振特性进行比较分析。分析结果表明：上闸首结构振动时,起决定作用的是第１阶振型;水体在动力压力作用下结构的自振频率将有所降低。     

管道动力系统中非定常流动特性

管道动力系统中非定常流动工况是不可避免的,并且在一定条件下,具有强瞬变特性。研究计算表明,系统的非定常流动特性与无量纲水头有内在联系,可通过合理选配无量纲水头控制系统瞬变强度和时间,为动力系统的安全防护提供了一种新的途径。