基于泄流响应的高拱坝振源时域识别

高坝泄流诱发坝体振动的振源识别一直是水利界所关注的课题之一．在小波理论、结构动力学及随机振动理论的基础上,提出了基于小坡正交算子变换的多振源反分析方法,并结合水工结构的特点,探讨了进行振源识别时所需注意的关键技术问题．以拉西瓦拱坝水弹性模型为研究对象,通过少量测点的动位移实测值,反分析各等效激励荷载时程,进而对拉西瓦拱坝的流激振动进行全面评估,为拱坝结构的动态监测和损伤诊断提供了基础．     

关于挑跌流对河床的动水压力及基岩的防护问题

挑跌流消能是我国泄水工程最为普遍采用的消能方法。但高速水流对基岩或岸坡的破坏以及对建筑物影响—这些带有根本性的问题一直难以弄清楚。本文从水力学的随机过程论的观点,结合我国设计中的最高拱坝和最大水电站二滩工程的消能防冲实验研究探讨了挑跌流水流对下游河床的动水作用力和可能造成基础破坏的水力学机理。结论认为,挑跌流所形成的巨大压力脉动是基岩或护坦板破坏的根本原因;并根据实验资料分析给出影响脉动压力大小及特性的基本要素和简单地评价挑跌流消能防冲的基本标准以及讨论了提高防冲措施的途径。     

虚拟高坝泄洪挑流运动的建模与实现

以挑流泄洪为例,提出了基于泄洪水力学模型和粒子系统的虚拟泄洪水流运动的建模与实现方法,建立了坎前水舌运动、空中扩散射流、空中水舌碰撞以及水流跌水碰溅的粒子系统模型,实现了泄洪水流运动的场景逼真模拟,为直观分析高坝泄洪雾化问题提供了新的辅助手段。应用实例证明了该方法的有效性。     

二滩拱坝泄洪振动水弹性模型研究

提出了一个大型的水力学和结构动力学合一的拱坝重橡水弹性模型的模拟方法、模态分析和泄洪诱发坝体振动的实验研究成果。对我国建设中最高水坝——二滩拱坝进行了泄洪振动评价。     

迷宫堰泄流能力及水力特性的试验研究

通过试验研究，分析了迷宫堰的水力特性，并对影响其泄流能力的诸多因素逐一进行了分析。通过量纲分析法，给出了迷宫堰流量系数的计算公式，并与一些实际工程资料进行了验证。实际工程提供的资料与公式计算结果十分接近，说明本文提供的迷宫堰流量系数计算公式是可靠的，并且具有较高的精度，为迷宫堰的设计工作提供了方便。     

厂坝联合泄洪的一种新型式—挑越式厂房

高山窄谷地区修建高坝、大水电站时常遇到溢洪道和厂房争位,产生布置上的困难,这是我国大型水电建设中一个重要课题。本文在对白山水电站挑越式厂房方案实验研究基础上,分析了我国新安江、修文和乌江渡等厂坝联合泄洪水电站工程的设计、科研和运行经验,认为:由于挑越式厂房宣泄大流量时脱离高速水流的直接作用,防振、域蚀、优点突出。本文着重研究了人们关心的关于挑越式厂房小流量不可避免地冲击厂房顶的流态及其发生条件。实验证明,这一冲击时间短暂、流量不大。而且这些现象已多在模型和原型条件下确切的被观测过。所以,认为在一般情况下冲击水流也不致构成危害性的水流条件。本文还引用了实验资料说明在消能市置上挑越式比溢流式厂房可有更多的余地做好消能防冲布置。本文还着重讨论了实验观测到的并采用随机函数理论分析了的冲击水流脉动荷载。认为它在性质上属于低频、大幅的窄带噪音谱。实验证明不同比尺模型的优势频率符合重力相似律。振幅特性的均值及方差都不大,不论垂直和水平总脉动荷载都远小于厂房顶板自重。本文还从模型实验与理论分析两方面对挑越式厂房的自振特性进行了分析。在实验研究中还应用了激光全息干涉术。在此基础上对结构的动力反应进行了分析计算。其结果说明在白山条件下厂房结构不会与冲击水流发生共振,冲击厂房顶脉动荷载所产生的动应力较小,它不是厂房结构设计的控制因素。本文认为所研究的厂坝联合泄洪结构是一种新型的在工程上有实际意义的布置型式。是解决高坝、大水电站溢洪道和厂房布置困难的一条新途径。