掺气分流墩三维流场数值模拟

采用RNGk-ε三维紊流模型和VOF方法,1:1几何建模,对柘林水电站左岸泄洪洞下游掺气分流墩的三维流场进行了数值模拟.在与原型观测试验对比验证的基础上,对该流场的流态、水面、流速分布和压强分布进行了分析.结果表明:流态模拟正确,水面、流速与原型观测结果均能较好吻合;联合作用下的流场,在三维涡体的形成、增强掺气效果和空化空蚀的防止等方面均明显优于无掺气分流墩的流场;三维涡体主要由两股入水主流与池内前部淹没水跃的水体相互摩擦形成;被抛向高空的水翅在下落入水时卷入大量空气,具有较深穿透力,使得波动坎及坎下区域充分掺气,从而破坏空化,防止空蚀.     

Ⅳ、Ⅴ级围岩小断面隧洞的围岩压力计算与影响因素分析

小断面隧洞应用于井巷工程、输水泄洪工程、电力工程等,受岩体完整性、掘进工艺、隧洞断面形式影响,围岩压力存在一定差异性。针对某Ⅳ、Ⅴ级围岩小断面泄洪隧洞围岩压力计算问题,开展了围岩压力计算方法和影响因素分析工作。研究表明：公路隧道设计规范综合考虑了岩体基本质量等级、开挖宽度、塌落拱范围等因素,较为适宜Ⅳ、Ⅴ级围岩的压力计算;Ⅴ级围岩段自稳性差,注浆初期支护作用难以发挥,易发生拱顶岩体冒落;圆拱直墙小断面隧洞的矢高大于1.0m后,垂直分布压力、水平分布压力衰减加快,岩体整体性越差（Ⅴ级围岩）,衰减越快。     

低坝枢纽宽尾墩消能效果研究

结合鱼剑口电站坝下消能防冲试验研究成果,对低坝枢纽宽尾墩的水流特点、掺气特性、宽尾墩对大坝泄流能力和坝面压力的影响以及宽尾墩的消能效果等问题进行了初步探讨,提出了合理地使用宽尾墩结合辅助消能设施可有效地解决坝下覆盖层深,地质条件差,抗冲能力弱的低坝枢纽的消能防冲问题,从而为具有低水头,大单宽流量,低佛氏数特点的低坝枢纽泄洪消能开辟了一条新途径,可供有关低坝枢纽设计与试验工作者借鉴与参考     

低坝枢纽宽尾墩消能效果研究

结合鲁剑口电站坝下消能防冲试验研究成果,对低坝枢纽宽尾墩的水流特点,掺气特性,宽尾墩对大坝泄流能力和坝面压力的影响以及宽尾墩的消能效果等问题进行了初步探讨,了合理地使用宽尾墩结合辅助消能设施可有效地解决坝下覆盖层深,地质条件差,抗冲能力弱的低坝枢纽的消能防冲问题,从而为具有低水头,大单宽流量,低佛氏数特点的低坝枢纽泄洪消能开辟了一条新途径,可供有关低坝枢纽设计与试验工作者借鉴与参考。     

中咀坡水电站溢洪道弯道段优化模型试验

针对中咀坡水电工程的初设方案,探究水电站工程在洪水期运行期间是否满足泄洪要求,泄洪隧洞是否产生空蚀,是否破坏建筑物安全建立水工模型。通过模型试验对中咀坡水电工程的泄洪隧洞弯道段优化计算。     

开县天白水电站水工模型试验

针对开县天白水电工程的初设方案,探究了工程在洪水期运行是否满足泄洪要求,泄洪隧洞是否产生空蚀,破坏建筑物安全等问题,建立水工模型。通过试验对工程溢洪道的泄流能力及泄水隧洞底部受压情况进行验证和计算。     

考虑水流路径长度的S型曲线超高段纵坡研究

雨天公路S型曲线超高缓和路段易形成积水,影响行车安全。以力学为基础,运用有限差分,建立了超高渐变段的水流路径长度与纵坡的关系模型;考虑车辆发生滑水的危险状态,得到水流路径控制长度。以公路单路拱S型曲线为研究对象,对3组不同车道数和7种不同纵坡工况下的±2%超高渐变段的水流路径长度进行分析。结果表明:纵坡由0.5%增加到6%,水流路径长度平均增大2.83倍,纵坡越大,水流路径越长;当纵坡大于4%时,不同车道的水流路径都超过了限定值。以水流路径长度为控制指标,给出了不同车道数S型曲线平缓超高路段最大纵坡建议值。     

考虑水流路径长度的S型曲线超高段纵坡研究

雨天公路S型曲线超高缓和路段易形成积水,影响行车安全.以力学为基础,运用有限差分,建立了超高渐变段的水流路径长度与纵坡的关系模型;考虑车辆发生滑水的危险状态,得到水流路径控制长度.以公路单路拱S型曲线为研究对象,对3组不同车道数和7种不同纵坡工况下的±2％超高渐变段的水流路径长度进行分析.结果表明:纵坡由0.5％增加到6％,水流路径长度平均增大2.83倍,纵坡越大,水流路径越长;当纵坡大于4％时,不同车道的水流路径都超过了限定值.以水流路径长度为控制指标,给出了不同车道数S型曲线平缓超高路段最大纵坡建议值.     

16V265H油机喷孔结构对内部流场的影响

针对16V265H柴油机喷油器,以三维CFD软件FIRE为平台,对喷孔内部空化流动进行了数值模拟.结果发现空化现象十分明显,特别是超空化流动在整个喷油过程中高达90%.另外,从空化分布、速度分布以及流量系数这三个角度分析了入口圆角半径、喷孔夹角以及喷孔长度等几何结构对喷孔内部流动情况的影响.     

喷水推进器进水流道内流场数值模拟与分析

进水流道是喷水推进系统的关键部件之一,该部件性能优良与否直接影响到整个喷水推进系统工作性能的优劣．考虑到船底边界层对进水流道来流动量和动能的影响及喷水推进器各部件的相互作用,合理界定了喷水推进器数值计算所需的流场控制体,联用六面体结构化网格和四面体非结构化网格进行区域离散,选择κ-ε两方程湍流模型封闭RANS方程,采用稳态多参考系方法计算求解．分析和比较了船的航速和喷泵的转速对进水流道内流场的速度和压力分布的影响,评估了进水流道的出流均匀度、唇部最小压力点位置的偏移、空化可能性等多方面的性能．研究发现：航速的增加使流道出流变的不均匀,使唇部最小压力点的位置向下偏移;进水流道的出口、唇部和斜坡处是易发生空化的地方,应保证所在运行工况的三处静压力最小值均大于空化临界静压力值．     

高水头船闸阀门开启过程水力特性仿真研究

采用动网格技术和VOF方法对高水头船闸阀门开启过程进行非恒定流三维紊流数值模拟,研究阀门段水流急变分离的流态、流速、压力等水力特性参数的时空演化规律,以及出现空蚀与流激振动的危险区域和时刻。研究表明,阀门工作最不利开度是0.4,阀门后狭缝、阀门下底缘及跌坎角处是流噪声源,也是空蚀风险区;开度0.5时突扩体顶板上游侧区域有负压,有空蚀风险;空蚀最危险区域在突扩体升坎反弧末端,最不利工况下,开度0.8时负压高达120.75 kPa。建议进一步对突扩体型进行优化,运行中采用阀门快开方式减小负压持续时间,采取工程措施加强空蚀区的防护。     

华蓥山隧道排水的生态环境问题及效应

基于两次现场咨询工作经历及收集的资料,探讨了华蓥山隧道排水造成地下水资源流失,煤系质水入侵及水文徨环失衡等生态环境问题及形成机理,以及同此带来的岩溶入泉枯竭,地下水水质恶化,地表水体污染,地表水土流失等一系列负效应,分析结果表明,隧道长期排水将形成较大规模的降位漏斗,由于该漏斗的扩展,导致在疏干带内较强烈的水文地球化学作用,进而威胁隧道衬砌的稳定性。     

HVOF喷涂纳米结构WC-12Co涂层的抗汽蚀性能

采用超音速火焰喷涂(HVOF)分别制备了微米及纳米结构WC-12Co金属陶瓷复合涂层,采用超声振动汽蚀装置研究了涂层的抗汽蚀性能,使用SEM微观分析的方法对蚀坑形貌进行了观察,并对汽蚀机理做了初步的探讨.结果表明:纳米结构WC-12Co涂层显示了优异的抗汽蚀性能,汽蚀率仅为微米涂层的1/3,涂层中纳米结构的存在是涂层抗汽蚀性能提高的主要因素.     

中咀坡水电工程溢洪道水工模型试验研究

针对中咀坡水电工程的初设方案,探究工程在其洪水期运行阶段是否满足泄洪要求,泄洪隧洞底部是否会产生空蚀,破坏建筑物安全以及闸门调度等问题,建立水工物理模型。通过试验对工程溢洪道的泄流能力,泄水隧洞底部受压情况进行验证和计算;为保证电站正常运行,对于上游来水量较小的枯水期,拟定闸门调度方案。     

长江重庆主城段河流长度分维数与洪水的关系

应用分形理论对长江重庆主城段进行了分形标定。研究表明:长江重庆主城段河流长度具有二阶分维特性;河流长度分维数可以反映河道的弯曲程度,分维数越大,河道越弯曲;在同一河段,河流长度分维值越大,河流的泄洪能力越差,洪水发生的可能性和洪水的强度越大。     

用宽顶堰理论检验法计算小桥涵设计流量

提出用宽顶堰理论检验法计算小桥涵洪水流量。该计算方法是通过实地调查桥前水深等资料 ,采用严密的宽顶堰理论推导 ,求得洪水流量 ,进而推求设计流量。本计算方法克服了很多不定因素 ,所以 ,其计算准确度高 ,很值得推广应用。     

Effects of Blade Loading Distribution on the Cavitation and Excitation Forces of a Tunnel Thruster

Compared with open propellers, the impeller of a tunnel thruster is more vulnerable to cavitation and structural vibration problems because the impeller is typically subject to severe non-uniformity of inflow produced by the blunt gearbox. Model tests and numerical simulations are carried out in the cavitation tunnel of Shanghai Jiao Tong University for a tunnel thruster using a "flat plate" impeller and a tip-unloaded one. The characteristics of fluctuating pressures on the tunnel wall and the resultant excitation forces are investigated. It is found that although unloading the blade tips of an impeller is effective in reducing the fluctuating pressures in a local tunnel wall area near the tips, the same trend does not apply to the case of the excitation forces. The results show that care should be taken when the experimentally measured fluctuating pressures are utilized as the input to the analysis of structural vibrations.     

基于AHP和模糊熵的高速公路隧道重要度评价

在高速公路管理中,如何针对不同类型、不同区域、不同建设规模等数量繁多的隧道制定针对性、差别化的管理方案是管理部门的难题之一。本文通过参考国内外已有的研究成果,开展对高速公路隧道重要度影响因素的深入分析,提出六个重要度评价指标:隧道土建结构,隧道长度,隧道路面状况,隧道交通量,绕行距离,雨、雾、冰雪天气,并通过采用AHP方法与模糊熵法确定各指标权重,建立了完整的隧道重要度评价方法,使隧道管理部门能够根据高速公路中隧道重要度的差异,制定相应的管理方案。