水电站尾水管水击与尾水调压室涌波联合计算

糯扎渡水电站的最大工作水头为215m，安装了9台机组；其尾水系统采用3台机共用一个调压室和一条尾水隧洞的布置方式，无工程设计经验借鉴，应进行水击和调压室涌浪的研究．为此，采用特征线法．以尾水支洞与调压室连接处的压力为纽带，对该水电站尾水管水击和调压室涌浪进行了联合求解，模拟了典型工况尾水管的水击时间过程和调压室涌浪时间过程，得出了尾水管的最大水击压力和其发生的位置，以及调压室的最低涌浪水位数值计算结果与试验结果基本吻合．尾水位在最低和正常水位之间变动，突甩负荷时，尾水系统不会产生真空：调压室最低涌浪水位高于设计所要求的最低涌浪水位，说明该尾水系统的设计是合理的．     

圆管型与廊道型气垫式调压室水力性能比较

针对廊道型气垫式调压室的罩式闭气结构比较复杂而且施工难度较大的特点,提出采用水平圆钢管型洞室代替常用的长廊道型洞室的新型气垫式调压室方案.以四川某水电站气垫式调压室为例,经大波动过渡过程计算和小波动稳定性分析,比较2种不同体型气垫式调压室的水力性能和运行稳定性.结果表明:在洞室横断面面积相等的情况下,圆管型气垫式调压室的小波动稳定性较好;调压室内水位波动幅值较小、最大气体压力和机组蜗壳进口最大压力较小,其大波动水力性能也相对较好.     

长距离输水系统串联多阻抗调压室的水锤防护效果

结合某长距离、大流量输水工程,系统分析了单阻抗调压室和串联多阻抗调压室两种布置情况下阻抗孔径对水锤防护效果和最低涌浪的影响。结果表明:单阻抗调压室防护方案下,通过改变调压室阻抗孔径可降低水锤压力,提升调压室最低涌浪,有效减小调压室占地面积;相比于单阻抗调压室防护方案,串联多阻抗调压室的防护效果更佳,可提高管线最小压力和最低涌浪,显著减小调压室总面积,且主、辅调压室均存在最优阻抗孔径。     

水电站有压引水系统的暂态计算分析

讨论并进行了水电站有压引水系统中，水击压力、调压室水位波动及机组速率变化三者之间的联合电算求解．     

调压室涌波最高水位随机分析的显式计算方法

针对典型调压室水力系统,建立了具有随机初始条件的涌波分析随机模型,并根据调压室水位波动特点,去掉了随机模型中的绝对值;利用泰勒级数展开式推导了水轮机瞬时全部甩荷时调压室中水位第1次向上波动时的水位随时间的随机解过程,并由此给出了解过程的密度函数公式和涌波均值的最大值的显式计算公式.     

调压室涌浪分析的随机模型

在分析调压室涌浪发生条件和各种影响因素的随机性的基础上，选择典型调压室水力系统，建立了涌浪分析的随机数学模型，并采用广泛适用的数值模拟方法Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ法，计算分析了调压室最高涌浪的统计特征及概率分布，以适应目前正在推行的结构可靠度设计方法。     

气垫调压室甩负荷涌浪计算公式

基于气垫式调压室室内水位波动的周期随时间变化不大的特点,按小参数幂的渐近展开方法求解了气调压室的基本方程式,得出了机组弃荷时的涌浪计算公式。     

垂直管道水力输送的水击研究与AMESim仿真分析

为降低深海采矿中矿物垂直水力提升中的水击现象,根据垂直管固液两相流的特征,考虑固液两相流密度、浓度、弹性模量等特点,对垂直管水力提升不稳定流开展研究。推导出粗颗粒—匀质浆体两相流提升水击压力波波速方程、连续方程和运动方程,并且基于AMESim软件搭建了垂直管道水击仿真模型。分析了不同管道长度、不同管道直径以及不同颗粒浓度下的水击特性。仿真结果表明:每增加18 m管道长度,平均可以降低约12%的压力峰值,同时减小压力波对管道壁的冲击;每增加10 mm管道直径,也可以降低约7%的压力峰值,但流速增加,紊流强度增大;粗颗粒浓度每增加6%,压力峰值相应增加约2%,与此同时对管道壁的冲击也增加。研究方法及结论对于实际深海采矿中的垂直管道提升具有指导借鉴意义。     

带调压室水电站甩负荷过渡过程数值模拟计算

为了确保电站甩负荷过渡过程的安全,以有压管道非恒定流微分方程组为基础,采用特征线法,对具有上游调压室、一洞二机布置的复杂引水管路系统进行了机组甩负荷过渡过程数值模拟计算,确定了合理的导叶关闭规律,优化了调压室尺寸,计算了调压井的最高、最低涌浪,为该电站的设计及安全稳定运行提供了技术依据,对类似工程也具有一定的参考价值。     

流体输送管道水击载荷动力学模拟分析

在流体输送管道中,因各种原因会发生水击现象,从而对管道以及管线上的设备造成危害。为深入了解管线水击现象的产生与发展过程、压力波动及其不稳定载荷对管道结构的影响并预防水击所带来的破坏作用,用管道应力分析、设计软件CAESAR II建立了某输送管线突然停泵造成管线中的压力波动影响的管道动力学模型,根据水击载荷频谱分析了在水击载荷动力作用下输送管道内各关键点的位移、应力和支反力,同时进行了输送管道系统的模态分析和固有频率分析。这些结果为合理设计输送管道、管道强度设计和消除水击现象提供了参考依据。     

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。     

气垫调压室的体型优化计算

以总容积最小为目标,建立了气垫调压室体型优化的数学模型,采用遗传算法求解该模型,从而为合理选择调压室截面积、气室高度、室内水体高度及初始气体压力等基本参数提供了科学依据．给出了计算实例,所得结果与经验估算值相比,工程效益较为显著,设计安全度高．     

新式差动调压室的优点及其应用

新式差动调压室具有穿井系数小．调压室容积小，结构和施工简单的优点．应用于 水电站可以起到节省投资和快速施工的目的。有推广价值。     

北海港多年一遇风暴潮增减水极值推算

根据北海港测站１９６５年～１９８５年的年极值增水系列和１９６７年～１９８５年的年极值减水系列，按照《港口工程技术规范》中规定的方法计算出北海港多年一遇的增减水位。并采用第一型极值分布方法计算不同重现期的增减水极值。结果显示，重现期越长，增减水极值越大，反之，增减水极值越小。     

阻抗与圆筒式调压室水力计算半解析法

将调压室的水位波动过程分为有限个时段，在计算时段内假设水头损失与引水道中的水体流速成线性关系，从而求得了计算时段内“引水道－调压室”系统中水体运动的解析式。该方法不仅给出了任何工况下调压室水体运动规律的数学描述，且可以较精确地求出调压室的水位波动幅值。程序简炼，计算方便。     

滑坡涌浪对桥墩冲击波压分布规律及计算

桥墩是三峡库区的重要建筑物之一,针对滑坡涌浪对桥墩的影响,通过物理模型模拟涌浪的产生、传播以及对桥墩的作用,分析了滑坡体方量、初始浪高及库区水深等因素对桥墩所受冲击压力的影响。结果表明,不同水位条件下,同一桥墩最大冲击波压分布规律有所不同,规范计算给出的分布规律不完善;前人运用孤立波的叠加来研究涌浪所得结论在一定水深条件下才适用,深水条件下呈现波动性多峰值分布,其结论并不适用。不同岸侧的桥墩,最大冲击波压的分布规律有区别且最大值的作用位置也有所不同,在工程设计中两岸桥墩应分开计算最不利荷载情况;基于多元线性回归给出了桥墩的最大冲击波压计算公式,供工程设计计算参考。