船闸闸室明沟形式及消能效果分析

船闸侧墙廊道闸室明沟消能工布置及消能效果的优劣,直接影响闸室内船舶所受系缆力大小及停泊安全。利用局部模型,在恒定流情况下,对侧墙廊道闸室内布置单明沟机加槛、双明沟及三明沟消能工充水过程进行试验研究;分析和比较各明沟形式的剩余比能、动能及流场分布,综合评判各形式明沟消能工的消能特性,并在整体模型上进行了试验验证。研究结果表明:三种明沟形式比较,三明沟布置消能效果最优。双明沟消能形式较单明沟消能水体增大较多,消能工布置灵活,消能空间大,水流分布亦较单明沟更为均匀,在减小闸室内横向水流对船舶作用力方面较单明沟形式优越。因此,综合比较,双明沟消能效果较单明沟要好。     

贵港二线船闸闸室双明沟消能工布置及消能特性研究

以贵港二线船闸闸室内双明沟消能工布置为研究对象,建立1:30的整体物理模型。利用多普勒流速测量仪(ADV)、电阻式拉力仪、UBL-2超声波浪/水位采集分析仪等,对闸室内消能后各水力特性进行测量,分析消能特性。试验研究表明:经过优化后的双明沟消能工布置,使船闸闸室内横向水流分配均匀、局部紊动较小,船舶系缆力满足规范要求,闸室内船舶靠泊条件更好。     

船闸闸室明沟消能工消能效果三维数值模拟

利用多重网格技术及VOF方法,在恒定流情况下,对侧墙长廊道单明沟、双明沟及三明沟消能工充水过程进行三维数值模拟。分析和比较各型式明沟的剩余比能、动能及流场分布,综合评判各型式明沟消能工的消能特性。研究结果表明,3种明沟型式比较,三明沟布置消能效果最优,单明沟和双明沟各项消能指标较接近,但双明沟消能条件下,其布置更为灵活,消能空间更大,水流分布亦较单明沟更为均匀,尤其是在减小闸室内横向水流对船舶的作用力方面较单明沟型式优越。     

高水头大尺度船闸闸室消能明沟三维水力特性数值模拟

针对我国某高水头大尺度船闸闸底纵支廊道明沟消能二区段出水输水系统,采用RNG k-ε紊流模型,结合闸室自由水面处理技术的VOF法,建立三维紊流数学模型,对船闸灌水过程的正常运行工况进行了水力特性数值模拟,分析闸室三维流场流速分布、侧支孔流量分布规律以及明沟消能机理。研究成果可为类似高水头船闸输水系统消能工布置提供技术参考。     

超高水头船闸输水系统消能试验研究

利用ADV流速测量仪,通过对超高水头船闸闸室内流速及流速分布的测定,详细比较了明沟消能与盖板消能的消能特性、消能效果和消能方式,可为高水头船闸输水系统消能工设计提供科学依据。     

贵港二线船闸闸室消能工优化试验研究

依托贵港二线船闸,建立130比尺的物理模型,对闸室不同消力梁布置型式下的水流条件和船舶停泊条件进行研究。结果表明:底槛高0.9 m、透水孔口高度0.4 m的布置方案,闸室内水流较均匀,未观测到明显的横向水面比降,水面无局部紊动,船舶停泊条件较好。     

船闸输水系统单明沟与消力槛联合布置的消能特性

针对船闸闸底长廊道单明沟消能问题,结合广西左江山秀二线船闸工程,建立闸底长廊道侧支孔输水系统三维紊流数学模型,对闸室充水过程进行三维数值模拟.对原设计方案以及3个优化方案的闸室内部流场分布、流速分布均匀度、剩余比能等参数进行对比分析.结果表明,在明沟内增设一道消力槛可显著提高消能效果.优化方案的剩余比能和流速分布均匀度...     

双层格栅消能室在中水头短廊道输水船闸中的应用

本文根据短廊道输水消能机理，结合工程经验及输水模型试验，探讨短廊道输水双层格栅消能设计中的问题，供读者参考。     

高水头省水船闸闸室顶拉预应力钢索效果分析

穿黄工程隧洞方案的高水头省水船闸,可在深基坑两侧边坡上交错布置分散式省水池,闸室墙后回填土低、临空高度大。针对高水期闸室底板负弯矩过大的问题,提出一种带顶拉高强钢索的整体式结构。利用ABAQUS软件建立平面有限元模型,分析钢索在完建期、高水位期、低水位期和检修期4种工况下的作用,研究钢索直径影响和预应力的效果,基于单位索力效用指标提出一种预拉力估算方法。结果表明,钢索主要在高水位期发挥作用,直径越大效果越明显;通过施加预应力可进一步提升钢索效果;提出的预拉力估算公式是合理可行的。     

高水头船闸闸首大体积混凝土综合施工技术

针对高水头船闸闸首混凝土体积大,且布置有多种结构埋件、孔洞、廊道等,温度应力及结构断面变化易造成混凝土开裂等问题,结合株洲二线船闸闸首施工实例,对高掺低胶混凝土配合比设计、温控措施、缓凝砂浆及大体积混凝土浇筑等关键技术进行研究。采取三掺配比和层间铺筑缓凝砂浆的方法,并结合适当的温控措施,船闸闸首未出现温度裂缝及层间渗水现象。通过本工程的实施,总结提炼了整套闸首大体积混凝土施工防止温度裂缝及层间裂缝的技术成果,可为同类船闸工程施工提供借鉴。     

明渠水力设计中的能耗极值假说

最小能耗率理论和最大能耗率理论是水力学及河流动力学研究中容易混淆的两种假说。文章从明渠的最优水力断面设计、临界渠道设计、冲积河流河相关系3个方面出发,在理论上证明了能耗极值假说的存在,说明能耗极值假说取最小值和最大值与约束条件、已知条件之间的关系,并将计算结果与现有成果进行了比较。     

中高水头船闸改扩建工程坝下消能区土石围堰水力计算方法

中高水头船闸改造扩建工程中坝下消能区水流流态复杂,对枢纽发电泄洪时土石围堰附近水流脉动压力、冲击压力等与围堰安全稳定性密切相关的参数有较大影响。重点分析围堰布置形式及其附近水流流态对其抗滑、抗倾覆性能的影响,提出脉动压力及力偶水力计算方法。通过该方法在富春江船闸扩建改造工程围堰安全稳定性研究中的应用,分析沉箱组合过水围堰的脉动压力、冲击压力的变化特性,明确围堰抗滑、抗倾覆性能。     

中高水头船闸平面阀门设计与工程实践

平面输水阀门在中高水头船闸工程中应用逐渐增多,多次突破其通常的应用范围,并取得很好的效果。针对平面阀门在我国中高水头船闸应用中存在的主要技术问题,综合近年来设计、科研和工程实践等方面的成果,就平面阀门在空化、振动、动水启闭等问题上取得的进展进行分析。结果表明:门楣自然通气、窄门槽、合理的底缘形式等综合措施很好地解决了阀门段空化问题,双面板结构显著提升了阀门整体刚度、减小了阀门结构的振动响应、改善了阀门的受力状态。     

高水头船闸阀门顶止水安装变形试验与数值模拟

针对高水头船闸反弧门顶止水安装变形的问题,采用止水切片试验和数值模拟相结合的方法,研究半圆头型止水在不同安装荷载作用下的变形轮廓、位移变形、头部凸起和接触宽度等安装变形规律及等效应力分布规律.结果表明,基于力学试验获得原型材料参数和接触力学计算理论,止水变形数值模拟结果与1∶1切片试验结果吻合较好;随着安装扭矩增大,止水半圆形头部凸起高度近似线性增大,胸墙处止水接触宽度呈非线性变化趋势;止水头部与压板、座板接触边界位置应力梯度最大,是止水最易发生损坏的部位.