富春江船闸扩建改造工程输水阀门水力学试验研究

富春江船闸扩建改造工程采用第二类分散输水系统。输水系统布置受到限制,新建船闸充水阀门上下游输水廊道在较短距离内存在连续的水平和垂直转弯,且阀门后廊道平顺段长度较短,阀门进出水流流态较为复杂。通过减压模型对输水阀门进行了试验研究;通过常压模型对新老输水系统衔接段进行了试验研究。试验结果表明:("平面渐扩"+"大衔接池")的新老输水系统衔接方案及"顶扩体型"的阀门段布置型式,辅以"门楣通气"工程措施后,廊道内的水流条件较好,空化噪声得到有效抑制,空化问题得到有效解决。     

60米级省水船闸输水阀门段空化特性及防空化措施

通过恒定流减压箱模型试验,针对60米级省水船闸充、泄水阀门段的空化特性进行研究。明确了阀门段空化源,计算不同开度的空化数,获得空化范围、空化形态和空化强度,并提出掺气减蚀的防空化措施,推荐了合理的掺气量。试验结果表明,采用阀门门楣自然通气能抑制门楣及底缘空化、采用阀后突扩体跌坎强迫通气措施能充分抑制跌坎和升坎空化,两项通气措施相结合能够有效解决60米级省水船闸充、泄水阀门段的空化问题。     

万安二线船闸输水阀门段空化特性及优化措施

万安二线船闸闸室规模较大,水头较高,水位变幅和水力指标均居世界已建单级船闸前列,若不采取有效措施,阀门段空化振动现象将较为突出。通过万安二线船闸输水阀门恒定流减压模型试验,对该船闸阀门段空化性态和临界空化数进行观测研究,并根据阀门后"顶部渐扩+底部突扩"的廊道体型,提出阀门门楣自然通气和跌坎强迫通气的联合通气方法改善阀门空化条件的措施,解决了水头达32.5 m的万安二线船闸阀门段空化难题。     

水力式升船机泄水阀门掺气减蚀措施

针对某水力式升船机调试阶段出现的输水阀门空化和振动问题,通过比尺为1∶10.667的阀门段常压及减压恒定流水力学物理模型,对水力式升船机高水头泄水阀门流量系数、阀后空化形态及特性进行了研究,在此基础上提出掺气减免泄水阀门段空化的工程措施。通过减压试验验证每只阀门掺气量0.1 m~3/s后,阀门段空化噪声基本消除、振动下降明显,掺气措施减免和抑制空化效果显著。     

犍为船闸输水反弧门廊道非恒定流水力特性研究*

船闸输水阀门段动水荷载是高水头船闸设计中关键的技术难题。以犍为船闸输水反弧门“平底＋顶部渐扩”的廊道非恒定流常压模型为依托,重点研究阀门段动水压力特性、启闭力特性,动水关闭工况下阀门段廊道水动力荷载、开启速率及作用水头对水动力荷载及启闭力特性的影响。综合分析阀门结构体系、门后动水荷载、启闭力特性、防空化效果等因素,犍为船闸阀门不会发生有害的流激振动。     

高水头船闸阀后突扩体升坎形式优化

针对船闸输水阀门后突扩廊道的水力学问题,以银盘船闸为依托,建立比尺为1∶10的泄水阀门段物理模型,对突扩体升坎形式进行优化。通过非恒定流物理模型试验,对比研究了6种突扩廊道升坎形式的动水压力特性,探讨升坎形式对突扩廊道水动力荷载特性的影响,并提出了最优升坎形式。研究成果对高水头船闸阀门段廊道体形的优化设计具有一定的指导意义,可为其提供理论依据和技术支撑。     

犍为船闸输水廊道体形比选试验研究*

阀门空化问题是高水头船闸设计中最为关键的技术难题。结合国内外船闸研究及运行经验,在阀门埋深相同的前提下,阀门段廊道体形是影响阀门段空化特性的主要因素,亟需进行不同廊道体形的非恒定流特性研究。依托实际工程,开展模型试验进行 “底扩顶扩廊道体形+反弧门”与“平底顶渐扩廊道体形+反弧门”的对比研究,通过阀门廊道段动水载荷特性及阀门启闭力特性等各项指标的综合对比得出,前者更适合于高水头船闸,但该廊道形式工程量较大,体形复杂,施工要求较高,后期检修维护较困难。综合各种因素,犍为船闸选用“平底顶渐扩廊道体形+反弧门”方案。     

船舶海水系统阀门压差对噪声特性的影响仿真研究

阀门噪声是舰船系统噪声的重要来源.阀门噪声主要包括振动噪声、气蚀噪声以及流噪声.在阀门前后压差较大时,流噪声的影响更为突出.使用CFD技术和声学数值计算方法,分别在阀门前后压差1.8 MPa,1.0 MPa以及0.6 MPa三种工况下进行声学计算,对计算结果进行对比,验证通过降低阀门前后压差来降低阀门噪声的有效性.     

船舶海水系统阀门压差对噪声特性的影响仿真研究

阀门噪声是舰船系统噪声的重要来源。阀门噪声主要包括振动噪声、气蚀噪声以及流噪声。在阀门前后压差较大时,流噪声的影响更为突出。使用CFD技术和声学数值计算方法,分别在阀门前后压差1.8 MPa,1.0 MPa以及0.6 MPa三种工况下进行声学计算,对计算结果进行对比,验证通过降低阀门前后压差来降低阀门噪声的有效性。     

基于统计数据的阀门主轨道镶面板使用寿命模型

主轨道镶面板作为平板阀门的重要运转部件,直接影响到船闸的运行稳定性。针对船闸阀门主轨道镶面板的使用寿命问题,通过对相关历史养护资料的收集和统计,采用线性回归分析方法对可靠性分布函数的参数进行拟合,并进行假设检验,从而建立阀门主轨道镶面板的使用寿命模型,并得出京杭运河苏北段上船闸阀门主轨道镶面板的平均使用寿命为6. 42年。为船闸设备设施的使用寿命研究提供了参考和依据。     

利用水文测验资料预测海床冲淤演变趋势

利用平衡含沙量建立海床冲淤计算公式,由此导出海床冲淤指标新概念,得出海床冲淤判别式,用来预测海床冲淤演变趋势。进一步利用上海国际航运中心洋山港区全潮水文测验资料,计算出海床冲淤指标,预测该海区海床冲淤趋势,预测结果与现场实测很一致。     

潮流作用下淤泥质海床冲淤演变预测及应用

通过分析海床冲淤演变机理,探索海床冲淤演变预测方法,提出海床冲淤指标及冲淤标准,建立了海床冲淤演变预测方法,可以预测海床逐年冲淤强度和最终冲淤强度,以及海床达到新平衡所需年限。研究的各项结果在洋山港海区应用效果较好。     

电厂取排水工程对淤泥质海床演变的影响研究

实测海床资料和模型试验表明,在天然条件下,淤泥质海床一般为微淤,年淤积厚度不超过1cm;在港池等工程修建后,港池附近水流更为集中,造成海床发生较大的冲刷;电厂取排水后,排水口附近发生较大冲刷,形成明显的冲刷坑,但影响范围较小.     

连云新城海滩清淤工程维护效果研究

淤泥质海岸人工沙滩的维护问题日益为人们所关注。在平衡水深概念推导出的海床冲淤公式的基础上,通过对平衡流速的假设,增加了因水深改变而引起的海床冲淤,推广了适用于计算自然滩面下海床冲淤的公式。通过推广后的公式计算了连云新城海滩清淤工程的泥沙冲淤。计算结果表明：各清淤方案有使海床恢复到自然水深的趋势,且均有泥滩出露的现象,需要进行定期的疏浚维护。     

连云港港扩建对田湾核电站取水影响及措施研究

基于TK-2D软件建立了连云港港和田湾核电站海域的潮流泥沙数学模型,在对模型进行验证的基础上,对连云港港口扩建(旗台港区3.5 km规划)方案对田湾核电站已建取排水工程的影响进行了数值模拟研究,计算了取排水明渠口门附近岸滩的冲淤变化及取水口设计水深等深线的位移。针对连云港港扩建造成的影响,对田湾核电站取水工程2种措施方案(即取水明渠向东延长方案和取水明渠及拦沙防波堤同时向东延长方案)的泥沙冲淤进行了研究,并采用常用的经验公式进行了校核。研究结果表明:(1)连云港港口扩建后,己建的田湾核电站取水明渠口门附近水域形成了泥沙淤积环境,滩面将会淤高,设计的取水口门水深等深线将会外移1402 m,核电站正常取水将会受到影响,必须采取工程措施;(2)取水明渠向外延长方案延伸段会发生明显淤积,取水明渠及拦沙防波堤同时向东延长1500 m可保证取水明渠口门设计水深,取水明渠内的泥沙淤积明显减少。     

淤泥质海岸波致液化及航道骤淤问题初步研究

研究波浪与淤泥海床相互作用导致的海床液化、体积冲刷和高浓度近底悬沙的层移输运问题。采用de Wit提出的液化判别条件及计算方法,结合连云港近岸波浪和淤泥力学特征,计算不同来波条件下淤泥质海床的液化深度;进一步考虑浑水中含沙量对流速的折减影响,计算液化层运移速度分布。计算结果表明,大浪条件下,淤泥质海床可能有较大的液化深度,但层移厚度不大。由于层移含沙量较高,在近底水流驱动下仍能形成较大的输沙率和一定规模的大风天航道骤淤。有关研究成果为海床稳定性分析和输沙计算提供了新的思路和方法。     

某核电工程海区水沙条件分析

为了从宏观上论证某拟建核电取水工程平面布局的合理性,依据大量实测资料,研究了该工程海区的水动力条件、泥沙环境以及岸滩冲淤演变特征。通过研究表明,该工程水域水动力不强、含沙量低、岸滩基本处于稳定状态,外界泥沙来源较少,在合理布置取水工程后不会产生较强的泥沙淤积问题。此外还结合该区的波浪及底质特点讨论了取水口位置,并进一步给出了局部防淤的相关措施。     

册镇海底管线沿线海床冲刷原因及冲刷趋势研究

海床冲刷可能导致海底输油管线裸露悬空,影响其运营安全。文章针对册镇海底输油管线沿线海床的冲刷现象,利用杭州湾大范围海域潮流数学模型和海床冲淤计算方法,分析了造成海床冲刷的原因,预测了冲刷的发展趋势。研究结果表明:册镇海底输油管线沿线海床冲刷主要与新泓口围垦的局部挑流及金塘大桥的阻水作用有关。随着规划围垦工程的实施,沿线部分海床还将进一步冲刷。     

三峡水库蓄水以来重点淤积水道黄花城河床演变及航道变化

针对三峡水库蓄水以来常年回水区重点淤积水道黄花城出现泥沙累积性淤积的问题,根据三峡水库蓄水以来原型观测资料,分析黄花城水道蓄水以来水位变化、泥沙冲淤特性、典型断面冲淤变化和等深线变化,对该河道的航道条件变化和演变趋势进行预测。结果表明:黄花城水道存在细沙累积性淤积,主要淤积部位较为固定,2012年以前淤积速度、厚度和范围均较大,2012年以后随着上游来沙量减少的趋势渐缓,黄花城水道泥沙淤积速度逐渐减小。     

多因素数学模型在温州瓯江口浅滩围涂工程研究中的应用

建立了波浪、潮流、盐度、悬沙、底床冲淤等多种因素数学模型,在模型验证的基础上,对瓯江口温州浅滩围涂工程海区的波浪场、潮流场、盐度场、悬沙场、底床冲淤场进行了数值模拟研究,对温州浅滩围涂工程对瓯江泄洪、瓯江南北口分流比、乐清湾养殖业、瓯江口港口航道及状元岙深水区、南口口外滩地的影响进行了分析论证。分析研究结果表明,温州浅滩围涂工程是可行的。