芦家河浅滩段复杂水流特性及治理思路

针对长江中游芦家河水道浅、陡、急的航道问题,对本水道治理思路进行研究。采用三维数学模型分析芦家河水道水流特性,并针对浅滩碍航特性提出初步治理方案。结果表明,通过"疏槽维稳"可同时解决本水道"浅、陡、急"三方面的航道问题。研究成果可为枯水期水浅、流急、坡陡的卵石浅滩治理提供借鉴。     

齿型构件混合堤正交丁坝水流力数值模拟

为研究长江南京以下12.5 m深水航道整治工程齿型构件混合堤正交丁坝水流力特性,采用RNG k-ε湍流模型,建立了三维水动力数学模型。通过实测流速、水位以及构件水流力数据进行模型验证,验证结果良好。利用该数学模型对齿型构件混合堤正交丁坝水流力随流速、水深与坝长的变化规律展开研究,对齿型构件混合堤正交丁坝水流力轴线分布规律进行探讨。     

三峡常年库区万州关刀碛河段河床演变

万州关刀碛河段宽窄相间,为三峡常年库区典型代表河段。依据大量实测资料,分析三峡水库蓄水后该河段河床演变情况。研究发现:三峡常年库区河段并不是全河段淤积,呈现"点"或"段"分散淤积分布特征;泥沙淤积分布和淤积强度与河道形态存在着密切的关系,淤积平面分布主要在宽阔河段、弯道凸岸下首、深槽等部位;河道宽谷段淤积强度相对较大,窄深段淤积强度较小,甚至存在冲刷。     

沙溪口水电站船闸下引航道口门区通航水流条件研究

船闸引航道口门区水流条件的好坏直接关系到船舶进出船闸的安全。针对沙溪口水电站船闸引航道口门区水流条件差、水深不足、横流较大等问题,建立电站河段整体物理模型,并结合船模航行试验,对船闸下引航道口门区通航水流条件进行试验研究,并提出优化工程方案。优化方案2试验表明:通过筑坝、新建明渠和底部透空式隔流堤工程,下引航道口门区通航水流条件得到明显改善,通航水流条件基本满足规范要求。船模航行试验验证船舶可以安全平稳地通过口门区,且船舶操纵参数均在要求范围以内。     

基于三维数值模拟的洪水期组合围堰结构水流作用研究

随着深水大跨桥梁的新建,各类大型围堰作为基础施工的辅助构造物面临更加复杂恶劣的水动力环境,正确计算桥梁围堰的水流力与压力分布是保证桥梁围堰设计和施工安全的重要课题。但工程实践表明:JTS 144-1-2010《港口工程荷载规范》的计算方法只能简单地计算单桩柱的水流力,对于非规则的大型墩柱结构的水流力作用问题还没有比较成熟的计算方法。为准确模拟桥梁围堰水流力,该文采用基于VOF方法的水流与结构物相互作用的三维数值模型,利用所建立的三维数值模型模拟不同流速下,尤其是洪水期的组合围堰与水流的相互作用,与实测得到的围堰压力数据进行对比,获得了围堰周边区域的水流压力分布,并给出最危险位置。     

大洑潭已建船闸下游航道通航水流条件改善措施研究

已建大洑潭船闸位于分汊河段江心洲侧。针对船闸下游引航道口门区斜流及回流较大、洲尾两汊汇流区斜流较大、船舶无法安全通航的问题,提出改善措施,并采用1∶80正态整体水工物理模型,对各整治方案进行验证。结果表明,推荐的适当延长船闸下游导航墙长度、洲尾新建顺坝的整治措施可以有效改善船闸下游通航水流条件。     

赣江井冈山航电枢纽总体布置

根据井冈山航电枢纽坝址地形地质条件,提出船闸、电站厂房同岸和异岸布置2种集中布置方案。考虑防洪度汛、通航条件、施工条件和工期、远期建设、工程投资最优原则,进行总体布置方案比较,提出左岸布置船闸,右岸布置电站厂房、鱼道的推荐布置方案。利用水工整体模型和船模试验,对推荐布置方案从枢纽泄流消能、上下游引航道通航条件、电站水流条件等关键因素论证布置方案的合理性,并进行针对性研究,提出改善措施。研究过程和结论可为类似低水头航电枢纽总体布置提供参考。     

基于非接触远程智能感知的桥梁形态监测试验

为进一步提高利用非接触式影像监测大型桥梁安全状态的精度与效率,实现结构健康监测系统兼有经济、可信且全息的技术理论优势,提出依据结构全息影像序列数据的非接触式机器视觉远程智能感知进行桥梁结构全息几何形态监测的方法。通过单机自动巡转桥梁立面动静影像全息监测系统试验装置获取试验桥在各损伤/作用工况下的原始动静影像数据,根据序列数据在时间、空间上具有强关联信息的特性,分别构建降噪及抗扰动单元、欧拉运动放大单元及运动信息提取单元进行全息几何形态测量,以历次试验监测数据为样本数据集,利用分层思想依次建立数据抽样和结构几何信息间映射的数学网络模型,经结构设计不断训练、调试与优化桥梁力学行为智能感知网络,最后获取试验桥在试验过程中的全息变形、全息变形包络谱、全息位移时程曲线。研究结果表明：该方法获得的数据与传统的常规接触式传感器实测值基本吻合,试验桥在各工况下的曲线变化趋势基本一致,全息变形测量值平均误差12.21%,全息变形包络谱测量值平均误差9.06%,全息位移时程曲线测量值平均误差8.55%,对环境规律噪声信号筛除效率为81.9%,基于非接触远程智能感知的桥梁形态监测真实、连续、敏感、较为准确地反映了结构在各损伤/作用工况下的真实形态变化,可为后续进一步研究结构状态演绎以及损伤智能化识别方法奠定基础。     

耦合VOF法的河道三维水流特性数值模拟研究

河道黑臭的重要原因之一是水体流动性降低或完全丧失,导致水体复氧能力衰退,因此河道水动力特性是进行黑臭水体治理的重要依据。目前针对河流水动力进行数值模拟的研究多集中于一、二维,忽略了对河流自由水面的模拟及水流在竖直方向上的运动,不能精确得到河道水力特性。为了寻求一种先进的数值模拟方法来研究河段水流的水动力特性,考虑自由水面运动及水流竖直方向上的流动,建立了耦合VOF法与紊流模型的三维河流水动力模型,并运用无结构贴体网格划分技术建立了河道的计算网格模型。计算结果表明,建立的三维紊流数值模型实现了对自由水面、水深以及流速的模拟,具有较好的稳定性和灵活性。网格模型可以适应复杂的地形边界,能较好的模拟不规则河道边界,适合于天然河道三维水动力场的数值模拟。研究为河流水质的模拟提供基础,并为水生态治理与恢复提供理论依据和决策支持。     

地铁盾构隧道洞门钢环精密检测与数据处理方法研究

为解决已有地铁洞门钢环检测及数据处理方法略显复杂且不具备抗差性的问题,在对洞门钢环精密检测方法研究的基础上,提出基于RANSAC的地铁洞门钢环空间形态拟合参数的一步解法,实现通过洞门圆心、半径、平整度、垂直度和圆度等洞门参数对地铁洞门钢环的空间形态分析和质量评价;以C#编程语言和SQL Server数据库为工具将该算法程序化,采用Leica TM30测量机器人对南京轨道交通5号线五台山站洞门钢环进行检测,并对实测数据进行计算与分析。结果表明： 该方法能够抵抗异常值对洞门空间形态拟合结果的扰动,是一种更为有效、实用的地铁洞门钢环检测与数据处理方法。