蜗壳对远洋船基吸鱼泵性能的影响

吸鱼泵以其高通过率,常被用于远洋渔业活体水产运输的动力单元。吸鱼泵在设计过程中,以通过率为优先目标。常用的蜗壳型式有螺旋式、环形等。采用数值计算的手段研究蜗壳形式对单流道泵性能的影响,通过计算发现,在设计航速下,螺旋式蜗壳的效率比环形蜗壳高10%,扬程比环形蜗壳高5%,同时环形蜗壳内压力高于螺旋形蜗壳;在涡舌位置处,涡旋结构在环形蜗壳内空间运动流畅宽松,对监测点的压力脉动进行分析,获得了蜗壳型式对吸鱼泵性能的影响规律,为后续吸鱼泵设计奠定了基础。     

水力式升船机的特点及关键技术

介绍水力式升船机的特点,对水力式升船机的关键设计技术进行论述。水力式升船机具有安全可靠、适应下游水位变幅大的特点。重点对水力式升船机的输水系统、机械系统、船厢出入水等关键技术进行探讨。认为输水系统重点要解决竖井水位同步和水流控制的问题,机械系统重点要解决无间隙传动和适应基础变形的问题,船厢出入水重点要解决出入过程中不平衡荷载的影响。     

嘉陵江沙溪船闸输水系统布置研究

根据《船闸输水系统设计规范》的规定和嘉陵江沙溪船闸的特点,确定输水系统型式采用闸墙长廊道侧支孔输水系统。通过分析船闸闸墙长廊道侧支孔输水系统的特点及其发展概况,总结了国内部分采用闸墙长廊道侧支孔输水系统的船闸特征尺寸,采用水力计算及对比分析的方法,确定了阀门处廊道断面尺寸,提出了具体的输水系统布置,确定了流量系数及输水阀门开启方式。采用船闸输水过程数学模型计算了闸室输水水力特性。研究成果表明,输水系统布置是合理的,提出的输水系统布置及各部位尺寸适合沙溪船闸的具体条件,各输水水力特征值满足规范和设计要求,能够达到预期的设计目标。这种闸墙长廊道侧支孔输水布置是一种适用于具有重力式闸墙结构的中水头船闸性能较优的输水系统型式。     

气垫调压室气室常数敏感性分析

气垫调压室“等POV0值”的控制方法综合考虑了水位、气压的调节变化范围,给实际运行带来了许多便利,对于气垫调压室设计来说,选择—个合适的气室常数对简化运行管理,保证工程安全,具有十分重要的意义。本文就某一气垫调压室水电站的气室常数的敏感性进行分析计算,最后得到满足电站稳定运行的气室常数。     

基于云模型的水力式升船机输水系统运行风险分析

水力式升船机以水力代替电力的新型驱动方式,在高坝通航领域具有里程碑意义。为保障水力式升船机安全运行,针对其驱动核心输水系统运行安全进行风险分析。构建水力式升船机输水系统运行风险评估方法的理论体系,剖析输水系统运行原理,阐明输水系统竖井水位差风险特征;基于云模型理论,建立输水系统竖井水位差风险预警指标;依托景洪水力式升船机,预测100米级水力式升船机输水系统竖井水位差风险指标阈值。结果表明,本方法可有效控制由竖井水位差引起的水力式升船机运行风险,将其应用于水力式升船机领域风险预警,能够为水力式升船机的运行风险防控提供决策。     

中长周期波浪作用下多层板浮式防波堤尺寸特征对消浪性能的影响

多层板浮式防波堤具有质量轻、结构简单、造价低、便于移动、可重复使用、不受水深和地质条件限制等优点。毛里塔尼亚某疏浚工程施工区涌浪大、周期长,严重影响绞吸船的正常施工。为解决中长周期波浪干扰的问题,降低工程预算,基于开源流体力学平台OpenFOAM,采用雷诺平均N-S(RANS)方程和剪切应力输运(SST)k-ω紊流模型对流场进行模拟,分析板长、板间距、板厚等尺寸特征和不同波浪周期对多层板浮式防波堤性能的影响,确定影响多层板浮式防波堤消浪性能的主要尺寸参数。结果表明,提高多层板浮式防波堤消浪性能最直接有效的方法是增加板长;板间距变化对消浪性能的影响并不完全确定,需要依据实际需求进行选择。     

2×1000 吨级水力式升船机布置及运行特性仿真分析*

水力式升船机是我国发明的一种新型升船机,尤其适合大吨级、大水位变幅的升船机建设,具有广阔的应用前景。依托岩滩扩能工程,提出2×1 000吨级水力式升船机的总体布置形式,创新了水力驱动系统,在保证塔柱结构稳定性的前提下,改善竖井水流条件,保障平衡重同步、稳定升降,并利用一维数学模型计算分析船厢运行特性。计算结果表明,千吨级水力式升船机的设计合理、可行,可为类似工程提供参考。     

水力式升船机长廊道输水系统出流特性对相关因子的响应规律及敏感性分析

提高水力式升船机输水系统各支孔出流的同步性有利于减小船厢倾斜量,是水力式升船机安全运行的基础。通过理论推导,确定水力式升船机长廊道输水系统支孔流量差异的主要影响因子;利用二维数学模型模拟水力式升船机运行过程中输水系统出流过程,定义最不利时刻各支孔流量标准差为特征指标衡量支孔流量不均匀度,获得支孔出流特性对相关因素的响应规律,并对各影响因素进行敏感性分析。     

实尺度浸没式喷水推进泵设计参数选择与性能分析

为设计某浸没式喷水推进泵,以某小型轴流式喷水推进泵为对象建立浸没式喷射模型,采用CFD方法模拟分析浸没喷射对喷泵水力性能的影响。研究表明,浸没式喷射对喷泵水力性能的影响变化不大。根据喷水推进和船体边界层基本理论,考虑喷泵工作环境不同时的水力特性变化,基于Matlab/simulink仿真平台建立浸没式喷水推进泵水力设计参数选型程序,实现快速高效地得到喷泵基本设计参数为设计者提供设计依据。根据选型结果运用三元理论设计出所需喷泵,运用CFD方法获取浸没式喷泵的敞水水力性能,并安装到实尺度船上预报推进性能,结果表明浸没式推进系统具有较高的推进效率、满足快速性要求,验证了设计参数选型程序的适用性。     

水下结构物长基座拓扑与尺寸优化设计

[目的]基座结构的阻抗值及不同加载点间的阻抗均匀性会影响水下结构物辐射噪声。[方法]以一典型水下结构物长基座结构为研究对象,将基座腹板单元密度作为设计变量,提出以提高基座阻抗均匀性为目标的拓扑优化数学模型,并根据优化结果提出有效的腹板开孔形式。在此基础上,以基座各板厚作为设计变量,同时将基座的阻抗值及阻抗均匀性作为目标,建立基于宽容排序法的多目标尺寸优化数学模型,获得基座面板、腹板和肘板板厚优化方案。[结果]拓扑结果表明,基座腹板上并不以相同的模式开孔,且腹板开孔中心与其几何中心不同。尺寸优化结果表明,改变基座面板、腹板以及肘板板厚的搭配,可使案例阻抗离散度最大值减小9.37%,同时基座重量降低33.31%,且加载点阻抗最小值基本不变。[结论]为了提高不同加载点间的阻抗均匀性,不宜在基座腹板上以相同的模式开孔;为了兼顾阻抗均匀性和阻抗值,基座各构件不同区域板厚可不相同。研究结果可为水下结构物基座优化设计提供参考。     

气垫式调压室气体多方指数对水力干扰下机组调节品质的影响研究

在水电站的结构布置中常采用多台机组共用水力单元,其中一台或多台机组丢弃负荷与电网系统解列或者较大负荷增减,会导致其余运行机组出力发生摆动而与所带负荷不相适应,使之处于水力-机械-电气相互耦合的过渡过程之中,形成水力干扰。在这过程中输水系统布置气垫式调压室气体多方指数对水力干扰情况下的调节品质影响较大,现采用特征线法分析气体多方指数对机组调节品质的影响,确定气体多方指数取值模拟分析机组在水力干扰下最不利调节工况。     

广东阳江抽水蓄能电站水力过渡过程仿真计算研究

本文采用河海大学编写的水力机械过渡过程仿真通用软件,研究了机组主要参数和水道系统参数对大波动过渡过程各个控制性参数(机组转速上升、蜗壳压力上升和尾水管真空度)的影响程度,得到基本规律,可为类似工程设计提供参考和借鉴。     

舰船典型基座输入机械阻抗特性分析

为了提高水面舰船的声隐身性能,本文对典型的舰船基座结构开展研究。利用阻抗分析法研究了基座结构的输入机械阻抗对舰船声隐身性能的影响,基于有限元方法分析了典型舰船基座结构参数的变化对其输入机械阻抗的影响规律。研究表明:基座面板的厚度和隔振器的布置位置对机械阻抗的影响较大,腹板的厚度和高度、腹板开孔和开孔加强对机械阻抗的影响较小。研究所得的结果对舰船基座的设计有一定的指导意义。     

船体尾压浪板砰击载荷分析

本文针对尾压浪板入水砰击压力开展研究,分别用Fluent和Dytran软件计算其入水砰击载荷。本文首先在不同的有限元模型中计算尾压浪板以10 m/s入水时的砰击压力,选择具有合理网格尺寸的有限元模型,进而避免了网格尺寸对计算结果的影响;接着分别计算了尾压浪板以不同速度入水时所受到的砰击压力,二者计算得到的砰击压力系数与我国规范给出的结果较为吻合,对于船舶尾压浪板砰击载荷的选取具有一定的参考意义。     

河口海岸区域离岸压力式水位测量的误差分析与质量控制方法

基于定量计算结果和实测数据分析了不同影响因素对河口海岸区域压力式水位测量的误差影响,并探讨了相应质量控制方法,可为在水温、盐度、含沙量等影响水体密度的要素复杂多变、床面冲淤变化频繁的河口海岸区域开展离岸压力式水位测量工作提供理论指导和借鉴。结果表明:1)河口海岸区域离岸压力式水位测量误差来源主要包括压力传感器老化,气压变化,水温、盐度、含沙量变化导致的水体密度变化,重力加速度估值误差,水位计坐底安装架体失稳等5个方面的影响因素。其中,水温、盐度、含沙量变化导致的水体密度变化和水位计坐底安装架体失稳两个方面的影响因素为河口海岸区域内更易出现的误差来源。2)可行的河口海岸区域离岸压力式水位测量针对性质量控制措施主要包括:(1)定期校核、标定压力传感器压电转换关系;(2)测量作业前应将可用压力式水位计置于相同室内环境下测试数小时,避免使用空气压力测试值明显与多数仪器偏差较大的仪器个体;(3)实测测点水域同步海表气压过程;(4)尽可能在浅水区测量并同步监测水温、盐度和含沙量要素;(5)基于测区实际纬度估算重力加速度;(6)增强坐底架体稳定性并动态加密监测压力式水位测量零点。     

河道尺寸形状对河道过流能力与稳定性影响

根据最小功能原理,河道存在梯形水力最优断面,然而受泥沙淤积作用,河道逐渐由梯形向扁圆形转变,为分析泥沙淤积前后河道尺寸变化对河道过流能力的影响,以乌什县南山区域相关河流淤积前后典型断面为研究对象,采用FLUENT和FLAC3D分别对其进行计算,分析了不同水位下两种尺寸形状河道过流能力与稳定性。结果表明:由于泥沙淤积作用减小了河道过流断面面积因此扁圆形河道过流能力小于梯形河道,在进行河道设计时应预留一定超高,保证河道安全;不同水位下,扁圆形河道安全系数均大于梯形河道,随水位升高,河道安全系数先增大后减小,水位为4m时是其转折点。     

开孔沉箱消浪性能试验研究

开孔沉箱的开孔率是影响其消浪性能的重要参数,迎浪面上的开孔范围也会影响开孔沉箱的消浪性能。通过物理模型试验,测量了不同开孔率情况下开孔沉箱前的波高,采用多点法分析了波浪反射系数,研究了其消浪效果,给出了波浪反射系数与沉箱开孔率之间相互关系的试验结果;同时,通过试验研究了开孔沉箱的开孔区域上下端距静水位高度对沉箱消浪性能的影响,对比了两种不同开孔沉箱断面宽度情况下波浪反射系数。     

透空式梳式防波堤冲击压力特性及危险水位研究

梳式防波堤是一种新型海岸防护结构,其中透空式梳式防波堤结构在节省工程材料、减小结构受力和促进水体交换等方面具有良好的应用前景.根据近年来对一种非透空梳式防波堤结构的研究发现,在中低水位条件下,由于梳式结构翼板和胸墙构成的异型空腔的存在,结构翼板可能会产生较大冲击压力,翼板设计参数的不同会对梳式防波堤的波浪力特性产生重要影响.本文以已有研究成果为基础,重点研究了中低水位条件下透空式梳式防波堤的波浪力特性及冲击压力特性;结合空腔内流速、涡旋等流场分析,探讨了结构受冲击压力机理;分析提出了在一定波高范围内的工程危险水位,可为相关防波堤设计工作提供参考.     

近边界条件下水下爆炸冲击波信号特征研究

水下爆炸试验过程中,实测冲击波压力信号很容易产生畸变,对试验结果评估造成困难。通过梳理过往实测试验数据发现,不同介质声学阻抗差异是影响近边界条件下冲击波传播的关键因素。在水面附近由于空气的声学阻抗小于水介质,冲击波曲线会突然下降,产生明显的水面截断效应;钢结构表面受压力波叠加影响,压力曲线会不同程度的提高;水底附近由于底质的复杂性,其声学阻抗差异较大,实测压力场会受入射波、反射波、前驱波、波后扰动等因素的影响,波形曲线呈现更加复杂的特性。     

构皮滩升船机中间渠道通航隧洞和渡槽的尺度研究

构皮滩水电站通航建筑物采用带二级中间渠道的三级垂直升船机方案,其中第一级中间渠道由单线通航隧洞、渡槽、明渠及错船段组成。采用水工物理模型和船模试验,对第一级中间渠道的航行水力条件、单线通航隧洞和渡槽的尺度进行了系列研究。结果表明,船舶航行阻力、下沉量和渠道内水位波动随着船舶航速的增大而增大,一定航速条件下,渠道内还将产生横波,对船舶航行安全影响较大,应避免;错船段和单线渠道的连接应平顺,并应注意船舶从单线渠道航行至错船段时,因阻力减小,造成航速突然增大的影响。试验提出了不同航速条件下的单线通航渠道合理尺度,优化了错船段的位置,建议单线渠道宽采用18 m,水深不小于3.0 m,船舶航速小于等于1.2 m/s。