地震波斜入射时不同水深超高水头船闸地震反应分析

1

作者 刘力侨 曹周红 +2 位作者 李贤 苏颖 谭芝兰 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2024年第2期194-207,共14页

基于黏弹性边界的地震动斜入射方法模拟平面SV波和P波不同角度入射情况,采用声固耦合法模拟闸室内动水压力,研究超高水头船闸闸室在不同水深下闸顶位移、加速度和塑性损伤等地震反应。研究表明:地震波斜入射时,超高水头船闸的地震反应... 基于黏弹性边界的地震动斜入射方法模拟平面SV波和P波不同角度入射情况,采用声固耦合法模拟闸室内动水压力,研究超高水头船闸闸室在不同水深下闸顶位移、加速度和塑性损伤等地震反应。研究表明:地震波斜入射时,超高水头船闸的地震反应随水深变化的规律较垂直入射时明显不同,地震反应的程度一般较垂直入射时更大;相同水深条件下,闸顶水平相对位移峰值、水平加速度峰值多数情况下随入射角增大而增大。超高水头船闸闸室结构地震反应结果受水深变幅影响显著。一般闸墙相对高度为0.2附近的区域更易出现严重受拉损伤,相对水深为0.97时,闸墙临水侧达到严重破坏程度的受拉损伤范围最大。对综合考虑斜入射地震波和闸室内不同水深共同作用有一定的影响。 展开更多

关键词 超高水头船闸 斜入射地震波 相对水深 黏弹性边界 声固耦合 地震反应

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SV波斜入射时不同水体模拟方法下超高水头船闸地震反应分析

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作者 刘力侨 曹周红 +2 位作者 苏颖 李贤 袁澳 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期399-409,448,共12页

基于黏弹性人工边界的地震动斜入射方法模拟平面SV波不同角度入射情况,分别采用声固耦合法和附加质量法模拟闸室内水体,研究超高水头船闸闸室位移、应力和塑性损伤等地震反应,对比两种水体模拟方法计算结果的异同。结果表明:(1)整体上,... 基于黏弹性人工边界的地震动斜入射方法模拟平面SV波不同角度入射情况,分别采用声固耦合法和附加质量法模拟闸室内水体,研究超高水头船闸闸室位移、应力和塑性损伤等地震反应,对比两种水体模拟方法计算结果的异同。结果表明:(1)整体上,两种方法计算得出的左、右闸墙地震反应结果随入射角度变化的规律基本一致;左闸墙受拉损伤的最大值均出现在入射角15°时,右闸墙受拉损伤的最大值均出现在入射角35°时;地震波入射角度对超高水头船闸动力响应影响较大,设计时应考虑地震波斜入射的影响。(2)当入射角较大时,采用声固耦合法计算的闸墙相对位移极值、主应力极值和受拉损伤结果偏保守的概率更大,对超高水头船闸结构设计来说更为安全。(3)建议两种计算方法相互参考和校核,推荐采用偏安全的结果进行超高水头船闸结构设计。 展开更多

关键词 超高水头船闸 黏弹性边界 平面SV波 声固耦合 附加质量 地震反应

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超高水头冲击式水电站水力过渡过程仿真分析

3

作者 刘利 杨旭 张士杰 《水电站机电技术》 2024年第8期5-8,共4页

水电站过渡过程通常伴随不利影响,一直是国内外学者和工程技术人员研究的内容之一。本文采用特征线法对SK电站900 m超高水头段冲击式水轮机水力过渡过程对应大波动、小波动及水力干扰进行了研究,分析了大波动过程配水环管最大压力升高... 水电站过渡过程通常伴随不利影响,一直是国内外学者和工程技术人员研究的内容之一。本文采用特征线法对SK电站900 m超高水头段冲击式水轮机水力过渡过程对应大波动、小波动及水力干扰进行了研究,分析了大波动过程配水环管最大压力升高值、转速最大升高值、引水系统最小压力、调压井最高和最低涌浪,小波动过程最大调节时间和水力干扰过程出力摆动幅度,为电站的调试和后期运行提供了依据,同时为类似大容量冲击式水电站提供参考借鉴。 展开更多

关键词 水电站 水力过渡过程 超高水头 冲击式水轮机 仿真计算

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超高水头水泵水轮机水泵断电过程不稳定机理 被引量：1

4

作者 吕靖玮 付晓龙 +2 位作者 李德友 王洪杰 魏显著 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2023年第11期11-20,共10页

超高水头抽水蓄能机组拥有更长输水管路系统,在经历过渡过程时机组内部压力脉动及流动演化更复杂,常出现水力不稳定性问题。本文基于一三维耦合方法及动网格技术,对超高水头抽水蓄能机组进行了水泵断电导叶关闭过程模拟。采用时频联合... 超高水头抽水蓄能机组拥有更长输水管路系统,在经历过渡过程时机组内部压力脉动及流动演化更复杂,常出现水力不稳定性问题。本文基于一三维耦合方法及动网格技术,对超高水头抽水蓄能机组进行了水泵断电导叶关闭过程模拟。采用时频联合分析和内流场分析相结合的方法分析了机组的瞬态特性和高幅值压力脉动并阐明了其形成机理。研究表明,在超高水头抽水蓄能机组水泵断电过程除了存在由动静干涉造成的高频压力脉动外,还存在由固定导叶区域旋涡快速移动诱发的低频压力脉动和由转轮高压进口局部回流引发的低频压力脉动,以及由活动导叶区域液流碰撞造成的高幅值压力脉动。研究可为超高水头抽水蓄能机组水力设计和运行提供一定参考。 展开更多

关键词 超高水头抽水蓄能机组 水泵断电 过渡过程 压力脉动 内流场演化

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SK水电站超高水头高效率冲击式水轮机关键参数选择 被引量：1

5

作者 刘利 杨旭 张士杰 《水电站机电技术》 2023年第8期5-9,共5页

中巴经济走廊能源类优先发展项目——SK水电站最高水头922.7 m,单机容量达到221 MW(最大容量243.1 MW),在与外方签订的合同中规定,最高效率达到93.13%,属于目前全球已投运冲击式水轮机中从未达到的水平。因此水轮机的参数选择、结构设... 中巴经济走廊能源类优先发展项目——SK水电站最高水头922.7 m,单机容量达到221 MW(最大容量243.1 MW),在与外方签订的合同中规定,最高效率达到93.13%,属于目前全球已投运冲击式水轮机中从未达到的水平。因此水轮机的参数选择、结构设计及设备制造提出极为严格和苛刻的技术要求。其中水轮机作为电站的核心设备,既要解决多泥沙带来的通流部件泥沙磨蚀问题,又要保证其高效率运行。对国内外类似冲击式水轮机进行了统计分析,进而针对SK电站冲击式水轮机提出目标参数,并在瑞士VEVEY试验室对其进行模型试验验证。 展开更多

关键词 水轮机 冲击式 超高水头 超高效率

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大型超高水头船闸输水系统型式研究与展望 被引量：9

6

作者 吴英卓 江耀祖 +1 位作者 姜伯乐 王智娟 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2016年第6期53-57,共5页

高水头船闸输水水流携带巨大能量,可能对船闸输水系统运行安全及闸室内船舶停泊安全产生危害,选择合理的输水系统型式对保障工程安全至关重要。随着大型超高水头单级船闸——大藤峡船闸的开工建设,研究发现目前已成功运行的输水系统型... 高水头船闸输水水流携带巨大能量,可能对船闸输水系统运行安全及闸室内船舶停泊安全产生危害,选择合理的输水系统型式对保障工程安全至关重要。随着大型超高水头单级船闸——大藤峡船闸的开工建设,研究发现目前已成功运行的输水系统型式不能满足该工程需要,亟需消能效果更好的输水系统。结合大藤峡船闸工程相关研究,参考国内外已建高水头船闸输水系统布置的成功经验,总结了高水头船闸不同输水系统型式与船闸运行水头和闸室尺度规模的匹配关系,介绍了适应大藤峡船闸工程特点的自分流全闸室出水4区段等惯性输水系统型式,提出了消能效果更好的带内消能工的输水系统新体型,可供类似超高水头大型船闸的设计和研究借鉴。 展开更多

关键词 大型超高水头船闸 输水系统型式 自分流 全闸室出水 内消能工

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超高水头水泵水轮机甩负荷导叶关闭规律分析 被引量：10

7

作者 张美琴 佟德利 +2 位作者 张树邦 宫让勤 孔凡瑞 《水电能源科学》 北大核心 2020年第5期139-143,共5页

为研究导叶关闭规律对超高水头水泵水轮机甩负荷的影响,以敦化电站为例,定性分析了超高水头大容量高转速蓄能机组的过流特性;在过流特性曲线分析的基础上,采用一段直线、延时直线及传统两段的三种导叶关闭规律对该电站进行大波动过渡过... 为研究导叶关闭规律对超高水头水泵水轮机甩负荷的影响,以敦化电站为例,定性分析了超高水头大容量高转速蓄能机组的过流特性;在过流特性曲线分析的基础上,采用一段直线、延时直线及传统两段的三种导叶关闭规律对该电站进行大波动过渡过程计算分析。计算结果表明,关闭规律的选取对过流特性的依赖性强,该特性对过渡过程各参数值的影响较大;延时直线关闭可有效降低蜗壳进口压力,虽机组转速会小幅度上升,但在可控范围内,对尾水管进口最小压力没有积极作用;两段关闭中折点位置和时间的选择在平衡蜗壳进口压力和尾水管进口压力方面很关键。研究成果对高水头蓄能电站导叶关闭规律的选择具有借鉴意义。 展开更多

关键词 超高水头 大容量 抽水蓄能电站 过渡过程 特性曲线 导叶关闭规律

原文传递

超高水头混流式长短叶片转轮内部流动数值模拟 被引量：4

8

作者 侯祎华 齐学义 +1 位作者 张静 敏政 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2009年第2期46-50,共5页

对超高水头混流式长短叶片转轮内部流动进行数值模拟分析.计算基于连续方程和雷诺时均N-S方程,选用Spalart-Allmaras一方程湍流模型使方程组封闭,通过贴体坐标下的有限体积法对控制方程进行离散,数值求解采用SIMPLIC算法.通过计算得出... 对超高水头混流式长短叶片转轮内部流动进行数值模拟分析.计算基于连续方程和雷诺时均N-S方程,选用Spalart-Allmaras一方程湍流模型使方程组封闭,通过贴体坐标下的有限体积法对控制方程进行离散,数值求解采用SIMPLIC算法.通过计算得出不同工况下长短叶片转轮内部流动的速度及压力分布,发现不同工况下短叶片表面的压力分布规律与长叶片基本相同.与常规转轮叶片流场比较发现,在上冠流面和中间流面上二者有相似的翼型压力分布规律,而在下环流面上长短叶片转轮翼型表面压力分布要优于常规叶片转轮,因而具有更好的空蚀性能. 展开更多

关键词 混流式转轮 超高水头 长短叶片 Spalart-Allmaras湍流模型 数值模拟

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超高水头船闸输水系统消能试验研究 被引量：5

9

作者 杨斌 陈明栋 +1 位作者 王军 刘保军 《水运工程》 北大核心 2007年第3期73-77,共5页

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。

关键词 超高水头船闸 明沟消能 盖板消能

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新疆布仑口超高水头钢岔管参数化设计及优化分析 被引量：6

10

作者 郭宇 吴俊杰 《水电能源科学》 北大核心 2019年第4期96-99,共4页

新疆布仑口水电站有压发电隧洞末端钢岔管最大设计水头为750m,钢岔管水头(H)和洞径(D)的乘积(HD)值为2 400m2,属于典型的超高水头钢岔管,初选钢岔管管材的强度高、钢板厚度大,管径较小,从而增大了制作加工的难度。合理体型的钢岔管对发... 新疆布仑口水电站有压发电隧洞末端钢岔管最大设计水头为750m,钢岔管水头(H)和洞径(D)的乘积(HD)值为2 400m2,属于典型的超高水头钢岔管,初选钢岔管管材的强度高、钢板厚度大,管径较小,从而增大了制作加工的难度。合理体型的钢岔管对发电系统安全运行非常重要,然而影响钢岔管管壁应力的因素较多,为了提高钢岔管的体型优化效率,通过钢岔管参数化设计平台快速建立模型,再导入有限元计算软件中对钢岔管体型进行优化分析,以达到降低制作难度、质量风险及工程投资目的,亦为今后水利工程中的钢岔管优化分析提供了借鉴。 展开更多

关键词 钢岔管参数化设计平台 超高水头 有限元优化分析 发电系统

原文传递

超高水头双钢衬钢筋混凝土引水压力管道的优化设计 被引量：2

11

作者 马少坤 张仲卿 +2 位作者 陈昌祥 胡纯 陈庆发 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2005年第3期202-206,共5页

针对单纯采用压力钢管或内钢衬外包钢筋混凝土管道形式都难以适应超高水头的技术难题,文中提出了双钢衬钢筋混凝土压力管道的结构型式,能使这一问题得到较为合理有效的解决,同时对今后类似工程也有很好的参考价值.由于该结构配置的钢材... 针对单纯采用压力钢管或内钢衬外包钢筋混凝土管道形式都难以适应超高水头的技术难题,文中提出了双钢衬钢筋混凝土压力管道的结构型式,能使这一问题得到较为合理有效的解决,同时对今后类似工程也有很好的参考价值.由于该结构配置的钢材较多,受力复杂,故此,如何充分利用钢材的强度,减少用钢量成为至关重要的问题.文中正是适应这种要求,分别对不同超高水头作用下压力管道进行优化设计,得到相应的结构优化模型.并对弹性优化模型和弹塑性优化模型进行比较,从而显示出混凝土开裂对钢材的最优配置的影响. 展开更多

关键词 双钢衬钢筋混凝土引水压力管道 优化设计 数学模型 钢衬钢筋混凝土 引水压力管道 超高水头 结构优化模型 钢筋混凝土管道 混凝土开裂 技术难题

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超高水头大型船闸闸室明沟消能特性研究 被引量：3

12

作者 陈明 陈沿吉 +1 位作者 苗健康 黄海津 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期69-77,共9页

为研究超高水头、大尺度船闸闸底廊道侧支孔输水系统闸室明沟消能特性,以单级水头60 m、有效尺度为280 m×40 m(长×宽)的闸室为研究对象,采用三维紊流数值模拟方法,针对流速、紊动能、剩余比能及流速分布均匀度等参数进行分析... 为研究超高水头、大尺度船闸闸底廊道侧支孔输水系统闸室明沟消能特性,以单级水头60 m、有效尺度为280 m×40 m(长×宽)的闸室为研究对象,采用三维紊流数值模拟方法,针对流速、紊动能、剩余比能及流速分布均匀度等参数进行分析,阐明了双层侧支孔单明沟和单层侧支孔双明沟的消能特性,并对比了两种明沟消能工的消能效果。结果表明:对于双层侧支孔单明沟布置型式,垂向间距d与支孔面积平方根D之比由d/D=2.29增加至5.71的过程中,消能效果先变优后变差,当d/D=3.43时可达到较佳的消能效果;双明沟型式考虑合理的宽度(单个明沟宽度b与支孔面积平方根D之比b/D=2.71)后,相比双层侧支孔单明沟型式,消能效果更佳。研究结果可为类似船闸的消能工设计提供技术支撑。 展开更多

关键词 船闸 超高水头 大尺度 明沟 消能特性

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超高水头水泵水轮机型式及比转速选择

13

作者 陈绍钢 《水力发电》 EI 北大核心 2000年第1期24-26,共3页

长泰抽水蓄能电站装机1800MW,最大动扬程896m,如采用单级混流可逆水泵水轮机并按统计公式计算其水泵比转速为2759m·m3/s,显然偏低。当采用2级水泵水轮机时水泵比转速可达373m·m3/s,此时机组的效率可提高、尺寸减小、土建投资... 长泰抽水蓄能电站装机1800MW,最大动扬程896m,如采用单级混流可逆水泵水轮机并按统计公式计算其水泵比转速为2759m·m3/s,显然偏低。当采用2级水泵水轮机时水泵比转速可达373m·m3/s,此时机组的效率可提高、尺寸减小、土建投资也可减少。2级可调导叶混流可逆水泵水轮机比不可调导叶的机组出力可提高15%;水泵起动时可关闭导叶,起动功率只有最大功率的15%,而不可调导叶的将达65%～70%。长泰抽水蓄能电站经综合比较初步推荐2级可调导叶混流可逆式水泵水轮机,单机容量300MW。该种机组目前国内外尚无实例。在建的韩国一抽水蓄能电站,水头816m,装机4台,单机容量为250MW,选用2级可调导叶混流式可逆机组,将于2001年投产。 展开更多

关键词 水泵水轮机 比转速 超高水头 抽水蓄能电站

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山区河流超高水头船闸输水系统型式优选

14

作者 陈刚 于黎 《中国水运（下半月）》 2013年第12期221-222,共2页

为了解决船闸超高水头转化的动能带来的阀门工作条件变坏和水流紊动等问题,保证船舶安全停泊,同时避开超高水头船闸复杂的阀门水力学问题,文中从输水系统的角度,通过和单级船闸的水力曲线对比,得到了带省水池输水系统的优缺点。它能有... 为了解决船闸超高水头转化的动能带来的阀门工作条件变坏和水流紊动等问题,保证船舶安全停泊,同时避开超高水头船闸复杂的阀门水力学问题,文中从输水系统的角度,通过和单级船闸的水力曲线对比,得到了带省水池输水系统的优缺点。它能有效的降低工作水头,使得闸室内的水流条件更利于船舶的停靠;同时节省过闸的用水量,有效的保护了水资源并降低了运行成本。 展开更多

关键词 超高水头 省水池 输水系统

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超高水头大型船闸输水系统研究 被引量：4

15

作者 王仕民 江耀祖 +1 位作者 吴英卓 李静 《人民长江》 北大核心 2017年第24期75-79,100,共6页

随着社会经济的发展和技术的提高,船闸不断向大型化和高水头化方向发展,以往常规的等惯性输水系统已不能适应40 m以上的超高水头大型单级船闸。结合某工程实例,通过类比分析、物理模型试验及数值计算的方法,提出了新型自分流的闸室分流... 随着社会经济的发展和技术的提高,船闸不断向大型化和高水头化方向发展,以往常规的等惯性输水系统已不能适应40 m以上的超高水头大型单级船闸。结合某工程实例,通过类比分析、物理模型试验及数值计算的方法,提出了新型自分流的闸室分流口结构型式和输水系统布置型式,很好地解决了闸室高效输水和船舶停泊安全问题,显著拓展了常规等惯性输水系统的适应性,其成果可供超高水头大型船闸设计借鉴。 展开更多

关键词 输水系统 全闸室出水 自分流分流口 船舶系缆力 超高水头船闸

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超高水头的新型水泵水轮机传输

16

作者 邓隐北 《水利电力科技》 2007年第4期27-28,共2页

文章介绍了日本东京电力公司研制的一种新型水轮机转轮情况。

关键词 新型水轮机 转轮 超高水头

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采用15MnNbR容器钢制造超高水头电站特型钢岔管的工程实践 被引量：1

17

作者 余建华 张金斌 +1 位作者 蒋建国 袁建华 《华电技术》 CAS 2011年第10期13-15,82,共3页

介绍了钢岔管体型特点及15MnNbR容器钢的可焊性,分析了超高水头特型钢岔管制造工艺及质量控制策略,论述了多底河电站采用15MnNbR容器钢制造钢岔管的工艺难点及控制对策。

关键词 15MnNbR容器钢 超高水头 水电站 钢岔管 制造工艺

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“卜”形月牙肋岔管在超高水头电站设计中的应用研究 被引量：2

18

作者 张金斌 蒲楠楠 《水利与建筑工程学报》 2019年第4期153-158,共6页

岔管是在引水系统中一种用于分合流的钢管布置型式,其设计合理性会直接影响到水电站的安全运行,对于超高水头电站尤为重要。以JLH超高水头电站为例,由于岔管多部位的结构超出规范涉及范围,以明岔管结构设计为基础对该电站岔管展开结构... 岔管是在引水系统中一种用于分合流的钢管布置型式,其设计合理性会直接影响到水电站的安全运行,对于超高水头电站尤为重要。以JLH超高水头电站为例,由于岔管多部位的结构超出规范涉及范围,以明岔管结构设计为基础对该电站岔管展开结构设计研究,并以原型水压试验结果为佐论证了岔管结构设计的合理性。研究成果对超高水头岔管设计提供一定参考意义,也可为今后其它工程提供技术依据及经验。 展开更多

关键词 超高水头电站 “卜”形月牙肋岔管 体型设计 水压试验

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超高水头混流式水轮机转轮制造技术 被引量：2

19

作者 施旭明 金小锋 花雷生 《小水电》 2018年第5期28-30,共3页

简要介绍超高水头长短叶片混流式转轮的制作流程,并对转轮组焊流程、制作关键点等主要工序进行了重点说明。图12幅。

关键词 超高水头混流式水轮机 长短叶片转轮 分段 组装 焊接

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高寒地区超高水头闸门充气山型水封研究 被引量：1

20

作者 谭显文 《东北水利水电》 2022年第7期32-37,72,共7页

文中针对高寒地区超高坝底孔闸门常规山型水封存在的问题,提出了一种新型充气山型水封结构;采用材料分区布置,考虑橡胶材料的超弹性、不可压缩性、大变形等特点,对水封在最不利工况下止水,进行了三重非线性有限元数值仿真;在橡胶材料应... 文中针对高寒地区超高坝底孔闸门常规山型水封存在的问题,提出了一种新型充气山型水封结构;采用材料分区布置,考虑橡胶材料的超弹性、不可压缩性、大变形等特点,对水封在最不利工况下止水,进行了三重非线性有限元数值仿真;在橡胶材料应力不超过其容许值前提下,对充气袋断面形式进行优化,得出最佳断面形式。研究表明,该水封能解决高寒地区闸门存在的止水失效问题,为实际工程设计提供参考。 展开更多

关键词 闸门 高寒地区 充气山型水封 超高水头 非线性 优化

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