下卧式弧形闸门启闭力计算及自振特性研究

下卧式弧形闸门作为一类新型闸门,其支臂形式、启闭情况及挡水时约束方式均与传统的弧形闸门有较大差异,为选出合适的启闭机类型,研究了其在运行过程中的最大启闭力及所处位置.此外,考虑到闸门约束的差异性,闸门在挡水运行过程中可能出现共振失稳破坏,采用有限元分析软件ANSYS建立闸门有限元模型,并利用模态分析模块,考虑流固耦合的...     

有限域液体附加质量对板结构振动特性的影响

基于附加质量法、公式估算法以及流固耦合有限元方法对有限域流体与结构耦合振动特性进行计算分析,以方箱底板单面接触有限域的液体,以及双面分别接触有限域液体和无限域液体工况为例,通过一系列计算得出工程中处理附连水质量影响的一般方法和经验。给出处理有限流体域问题时附加质量法的一般适用准则,即当浸水参数h/b0.1时,利用附加质量法具有足够的工程计算精度,而当h/b>0.1时,建议采用流固耦合方法进行计算。     

船体低阶湿模态计算方法对比研究

以某豪华游轮船体为研究对象,针对船体梁的低阶湿模态特性,将虚质量法应用于船体低阶湿模态计算,并与基于Lewis经验公式的附加质量法进行了对比分析。结果显示两种方法前四阶船体湿模态相差均在4.5%以内,特别是船体首阶湿模态相差仅0.3%。但附加质量法计算附连水质量过程复杂,且高阶模态计算偏差大。虚质量法计算过程简单,计算结果准确可靠,并且可在一次计算中得到船体前几阶低阶湿模态。本文使用的计算方法适用于船体低阶湿模态计算,对工程实际问题有一定的参考价值。     

弧形闸门薄板板架计算的新方法*

弧形闸门结构强度高、结构简单、操控方便,在国内外水利工程中得到广泛应用.弧形闸门属于空间板架结构,计算方法采用有限元方法和平面体系结构力学方法.从经典板壳理论着手,分析具有纵横加强的板架强度问题,利用奇异函数精确定位各梁的位置,推导出静力平衡微分方程,提出了弧形闸门的薄板板架计算新方法,并与有限元计算结果和平面计算结果对比,探讨该方法的可行性和计算精度问题.     

弧形工作闸门三维静动力有限元分析

弧形工作闸门的三维静动力有限元分析旨在研究该闸门在不同工况下的结构响应和动态特性。使用有限元软件,将弧形工作闸门的几何模型建模成三维结构,并设置相应的材料属性、约束条件和加载情况。通过施加适当的边界条件和加载,模拟不同工况下的结构响应。采用静力学和动力学分析方法,计算并评估闸门在各个工况下的应力、变形、振动等参数。在某些特殊工况下,如极端荷载或地震等情况下,闸门可能会出现一定程度的应力集中和振动增加,需要进一步考虑增加结构强度或采取减振措施,针对静动力的有限元分析将进一步为改进设计提供参考依据。     

中高水头船闸三角门流固耦合动力特性分析

船闸三角门考虑流固耦合作用下的自振特性是分析闸门流激振动的关键因素。采用空间有限元数值模拟,分析得到了三角闸门在不同水位条件下的自振频率和振型模态。计算表明,流固耦合作用对闸门自振特性的影响,总是使闸门的自振频率下降,振型模态也相应发生转变。在计算分析的基础上,对船闸三角门的安全运行操作提出了合理化建议。     

ANSYS在平面钢闸门三维有限元分析中的应用

目前对于水闸平面钢闸门刚度、强度校核基本上是按照常规的平面体系进行结构计算,其计算结果不能有效反映闸门的空间效应。对于空间效应较强、结构较为复杂的大型水工钢闸门宜用空间有限元来进行计算,本文基于ANSYS软件对某防洪闸平面钢闸门进行了三维有限元分析,得出了一些有益结论,并用于指导设计。     

附加质量法在简单竖井结构模态分析中的应用

水力式升船机是我国提出的具有自主知识产权、利用水能作为提升动力和安全保障措施的新型垂直升船机形式。针对该型升船机复杂的结构特性,采用先从单筒的简单结构入手,逐渐复杂化几何体的研究思路,用附加质量法对单筒结构进行用户单元布置建模,并开发Python代码,模拟出竖井内不同液面深度时前6阶振型以及频率和特征向量参与系数。通过对前6阶振型不同液面深度时的频率分析,为多筒耦合结构研究奠定基础。     

水下圆锥双壳结构振声分析及减振优化

联合使用虚拟质量法和一般流固耦合有限元方法,分析某水下圆锥双壳结构在螺旋桨纵向激励下的振动情况,并用边界元方法进行声学计算。这种分析方法既能有效地计入内外流场对结构振动的影响,又避免了复杂的外场流体建模工作。此外,通过计算验证了液压动力减振器对降低螺旋桨纵振引发的辐射噪声具有良好效果。在理论方案的基础上提出一个简单可行的减振器参数优化方案,经过优化,进一步降低结构的辐射噪声。     

基于流固耦合分析的船舶离心泵转子模态设计

流固耦合分析是一种将流体动力学和结构动力学相结合的分析方法,在船舶离心泵转子的模态设计中,通过流固耦合分析可以确定泵转子的关键振动模态和频率,评估流体对泵转子振动的影响,识别潜在的振动问题,并针对性地进行结构优化。本文系统介绍船舶离心泵转子流固耦合分析的过程,从流体力学原理、动力学原理等角度,阐述了流固耦合分析算法,通过建立船舶离心泵转子的有限元模型,在分析软件Workbench中进行了转子的流固耦合模态分析,对于改善船舶离心泵转子的设计水平有重要的意义。     

高水头平面钢闸门的特点及其破坏原因

在水利水电工程中,平面钢闸门是应用最早、最广泛的闸门型式,五、六十年代的水利水电枢纽中平面钢闸门应用量很大。本文分析了平面钢闸门的特点以及破坏原因,以期对平面钢闸门的改进与应用有所裨益。     

船闸人字闸门水动力特性研究进展

对比分析国内外传统船闸门类型及其水动力特性,从物理模型、原型观测、数值模拟3方面总结国内外人字闸门水动力特性研究进展,指出研究过程中的关键技术难题——闸门动水阻力矩的变化规律,建议进一步关注闸门启闭过程中水流流态及流场变化、动水压力变化规律,整合并综合分析不同闸门阻力矩原型观测成果,改善闸门启闭数值模拟过程中边界条件处理方式及自由水面捕捉精度,尝试在定性分析的基础上对水阻力矩产生机理有定量的认识。     

松花江大顶子山航电枢纽泄水闸弧形闸门封冻期应力检测

针对松花江大顶子山航电枢纽泄水闸弧形闸门数量多、冬季弧门越冬维护成本高的问题,对坝区泄水闸弧形闸门进行了封冻期闸门应力检测。通过对获得的应力数据分析,证实了冬季封冻期泄水闸弧门在直接承受江面冰载荷条件下,闸门并未产生明显变形,为大顶子山航电枢纽泄水闸无防冰措施越冬提供了数据支持。     

弧形闸门液压控制系统的特性分析及对策

针对水电站弧形闸门的工作状态,介绍了闸门启闭机液压控制系统递次改进的情况。分别对早期的弧门液压系统、带调速阀的液压系统和新型的弧门液压系统的控制特性作了分析比较,并对液压控制系统的进一步改进提高提出了建议。     

一种新型平面式给料闸门的改进研究

针对矿山及散货码头通常采用的用于物料流量控制的平面式存仓闭锁器,进行给料系统平板闸门传动形式和闸板结构的优化研究,提出一种新型平面式给料闸门的改进方案,达到有效保证自身功能、降低故障率的目的。     

流固耦合技术在舰船离心泵转子的模态分析

离心泵通过叶轮的高速旋转使水产生离心力,是一种重要的能量转换装置。离心泵的结构紧凑,流量均匀,安装和维护方便,在航空宇航、船舶等工业领域应用广泛。舰船离心泵的运行工况恶劣,容易受到舰船振动等因素的干扰,同时,由于离心泵内部流体与叶轮之间存在复杂的相互作用力,离心泵叶轮很容易发生结构破坏。因此,研究舰船离心泵的流体动力学特性具有重要的意义。本文基于流固耦合技术,利用Ansys Workbench对舰船离心泵的转子进行模态分析,研究离心泵内部流场转子的动力学特性,并研究了离心泵转子的临界转速。该研究有助于提高离心泵转子的运行稳定性,延长离心泵转子的使用寿命。     

中高水头大型三角闸门实时在线监测技术

针对中高水头三角闸门在运行过程中受力和振动带来的安全性问题,依托引江济汉通航工程龙州垸船闸的三角闸门,采用有限元分析软件ANSYS对其静力特性进行研究,在相应受力最大的位置布置实时在线监测点,利用实时在线监测技术对三角闸门设备性能、运行特性和健康状态实施全过程跟踪和研究.结果表明:对三角闸门主要构件的工作应力、动态特性...     

人字闸门背拉杆的结构特性分析

背拉杆是人字闸门必不可少的构件。对比了人字闸门非预应力背拉杆及预应力背拉杆的计算方法,给出了非预应力背拉杆的改进措施;通过有限元软件分析不同背拉杆结构形式的人字闸门抗扭刚度,指出了门体变形控制参数之间的相互关系,印证了预应力背拉杆对提高人字闸门抗扭刚度、降低门头下垂量等的巨大作用。     

不同碰撞角度下水-船-墩流固耦合数值模拟研究

为研究不同碰撞角度下流体对船桥碰撞过程的影响，本文建立了水-船-墩精细化流固耦合模型，流体域采用ALE描述，船-桥结构采用Lagrange描述，通过罚函数算法实现结构-流体间的耦合。通过数值造波结果与解析解对比，验证了数值水池和耦合接触算法的可靠性。随后在0°～45°范围内开展了碰撞数值模拟，并与附加质量模型在能量转化、碰撞力、桥墩内力及位移、船舶损伤及航迹方面进行了对比。结果表明：流体对碰撞力影响较小；附加质量模型会略微夸大桥墩位移，但差别较小；两种模型的船舶撞损差别较大，不考虑流体时将夸大船舶撞损程度，最高可达21%；流体对船舶航迹与姿态会产生显著影响，流固耦合模型中船舶会明显滞后于附加质量模型。     

基于面元法的船舶螺旋桨附连水质量与阻尼计算方法研究

在船舶轴系振动或桨轴流固耦合分析中,螺旋桨在流场中所引起的附连水质量与阻尼是很重要的参数。但实际计算中螺旋桨附连水质量常常用螺旋桨自身质量乘以一个经验系数得到,而附加阻尼往往被忽略。针对这些不足,文章利用螺旋桨水动力分析中常使用的面元法,构建了螺旋桨随轴系在水中振动时的附加质量与阻尼数值计算方法。目前求解附加质量的经典方法是基于运动物体引起流体动能变化来求解,但该方法不能求解附加阻尼。文中证明了所提出的方法与经典方法是完全等价的,同时利用该方法还可以求解附加阻尼。最后以球体、椭球体及螺旋桨为对象给出几个算例,并与解析解或其它文献计算结果比较,误差均在合理范围内,表明文中提出的方法的有效性。