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高水头岸边泄洪洞水力特性的数值模拟 被引量:61
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作者 邓军 许唯临 +1 位作者 雷军 刁明军 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第10期1209-1212,1218,共5页
为了探索采用数值模拟的方法来研究高水头岸边泄洪洞水力特性的可行性,用Fluent商用计算软件,对某电站岸边泄洪洞进行了数值模拟研究,得到了泄流能力、压强沿程分布、水流空化数、通气设施进气量、空腔形态及挑距等,并将部分计算结果与... 为了探索采用数值模拟的方法来研究高水头岸边泄洪洞水力特性的可行性,用Fluent商用计算软件,对某电站岸边泄洪洞进行了数值模拟研究,得到了泄流能力、压强沿程分布、水流空化数、通气设施进气量、空腔形态及挑距等,并将部分计算结果与模型试验结果进行了比较,两者符合较好,表明采用数值模拟的方法研究龙落尾式泄洪洞的水流是可行的。但是,数值模拟暂时不能正确的反映掺气水深及洞顶余幅。 展开更多
关键词 泄洪洞 水力特性 数值模拟 κ-ε双方程紊流模型 VOF方法
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大型泄洪洞高速水流的研究进展及风险分析 被引量:46
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作者 郭军 张东 +1 位作者 刘之平 范灵 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第10期1193-1198,共6页
高水头、大流量泄洪洞内高速水流问题主要问题之一是水流空化引起过流表面空蚀。几个实际工程泄洪洞发生空蚀破坏的实例表明反弧段下游一定范围是容易发生空化空蚀的敏感部位,其主要原因是由于反弧段内的水流流速高,流态复杂,在水流离... 高水头、大流量泄洪洞内高速水流问题主要问题之一是水流空化引起过流表面空蚀。几个实际工程泄洪洞发生空蚀破坏的实例表明反弧段下游一定范围是容易发生空化空蚀的敏感部位,其主要原因是由于反弧段内的水流流速高,流态复杂,在水流离心力的作用下沿程压力梯度大,水流掺气条件差,缺乏有效的掺气保护。掺气减蚀是解决泄洪洞过流表面空蚀的有效措施,对水流进行三维掺气的减蚀技术有了较大进展。“龙落尾”式和“龙抬头”式是高水头、大流量泄洪洞的两种常用布置型式,风险分析认为“龙落尾”式泄洪洞布置对地形地质的适应性更好,即使发生事故对大坝的安全威胁小,也更具有抗风险的能力。 展开更多
关键词 泄洪洞 掺气减蚀 风险分析
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泄洪洞整体三维紊流数值模拟 被引量:28
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作者 沙海飞 吴时强 陈振文 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期507-511,共5页
利用实用、高效的泄洪洞整体三维紊流数值模型,对滩坑水电站泄洪洞进行了数值模拟,该模型采用引入VOF方法的kε-紊流模型,结合通用性强、易扩展的非结构混合网格。为克服网格扭曲给计算精度带来的影响,用一种改进精度的格心格式计算通量... 利用实用、高效的泄洪洞整体三维紊流数值模型,对滩坑水电站泄洪洞进行了数值模拟,该模型采用引入VOF方法的kε-紊流模型,结合通用性强、易扩展的非结构混合网格。为克服网格扭曲给计算精度带来的影响,用一种改进精度的格心格式计算通量,使之具有非结构网格剖分的灵活性,程序的通用性和可扩展性,又有较高的计算精度。数值模拟结果和模型试验数据的对比分析表明,该模型是实用可靠的。 展开更多
关键词 泄洪洞 k-e紊流模型 VOF方法 非结构混合网格 数值模拟
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V型掺气坎在龙抬头式泄洪洞中的应用 被引量:32
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作者 王海云 戴光清 +1 位作者 杨庆 刘超 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第11期1371-1374,1378,共5页
本文通过试验研究,从掺气坎后空腔区的三维形态考虑,提出了一种新型V型槽式掺气坎(简称V型坎),其主要特点是:坎后射流水舌的流速、挑角和高程沿中心向两侧保持连续变化,其水舌落水点范围即空腔长度成为一连续变化的曲线,且沿曲线水流流... 本文通过试验研究,从掺气坎后空腔区的三维形态考虑,提出了一种新型V型槽式掺气坎(简称V型坎),其主要特点是:坎后射流水舌的流速、挑角和高程沿中心向两侧保持连续变化,其水舌落水点范围即空腔长度成为一连续变化的曲线,且沿曲线水流流速亦呈连续变化,很好地减弱或消除了龙抬头式泄洪洞掺气坎后水流落水处产生的回水。在V型坎出口断面处,水流的三维扩散充分,水舌与空腔的接触面明显增大,对底空腔长度、通气量等掺气特性指标都有明显改善。 展开更多
关键词 龙抬头泄洪洞 掺气减蚀 V型槽式掺气坎
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高坝明流泄洪洞掺气减蚀三维数值模拟分析 被引量:27
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作者 罗永钦 刁明军 +1 位作者 何大明 白绍学 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期110-116,共7页
高坝明流泄洪洞的掺气减蚀问题倍受关注。以溪洛渡水电站3#泄洪洞为研究对象,结合大比尺单体模型试验成果,应用分段计算方法对泄洪洞掺气减蚀问题进行了三维紊流数值模拟分析。结果表明:泄洪洞各道掺气坎布置合理且有稳定掺气空腔,掺气... 高坝明流泄洪洞的掺气减蚀问题倍受关注。以溪洛渡水电站3#泄洪洞为研究对象,结合大比尺单体模型试验成果,应用分段计算方法对泄洪洞掺气减蚀问题进行了三维紊流数值模拟分析。结果表明:泄洪洞各道掺气坎布置合理且有稳定掺气空腔,掺气坎体型基本合理,明流段洞顶余幅足够。泄洪洞反弧段及末端一段区域水力特性复杂,应重点关注此部位的设计及施工问题。对于高流速、大梯度泄洪洞水力学问题,采用分段计算能提高计算速度。 展开更多
关键词 高坝 明流泄洪洞 掺气减蚀 数值模拟 分段计算
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导流洞改建为孔板泄洪洞水力学问题研究 被引量:21
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作者 李忠义 陈霞 陈美法 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第2期1-7,13,共8页
本文对导流洞改建为孔板泄洪洞时的孔板体型与阻力系数的关系、出口水流收缩系数的计算、泄流能力的计算、雷诺数对孔板初生空化数的影响、初生空化数与体型的关系等进行了较深入的研究,提出了系统的计算公式和设计方法.文中提出的消... 本文对导流洞改建为孔板泄洪洞时的孔板体型与阻力系数的关系、出口水流收缩系数的计算、泄流能力的计算、雷诺数对孔板初生空化数的影响、初生空化数与体型的关系等进行了较深入的研究,提出了系统的计算公式和设计方法.文中提出的消涡环不仅抑制了孔板上游的角隅漩涡。 展开更多
关键词 孔板 泄洪洞 空化 水力计算 导流洞
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龙抬头明流泄洪洞反弧段下游边墙防蚀探讨 被引量:16
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作者 刘超 杨永全 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2003年第9期26-28,38,共4页
大比尺的模型试验表明:龙抬头明流泄洪洞反弧末端掺气坎后空腔段水流动水压强小、水流空化数低,容易出现空化;同时,反弧段下游水流表面自掺气尚不够充分,底部强迫掺气尚未充分扩散,致使反弧段下游附近边墙存在较大范围的掺气盲区,从而... 大比尺的模型试验表明:龙抬头明流泄洪洞反弧末端掺气坎后空腔段水流动水压强小、水流空化数低,容易出现空化;同时,反弧段下游水流表面自掺气尚不够充分,底部强迫掺气尚未充分扩散,致使反弧段下游附近边墙存在较大范围的掺气盲区,从而容易导致反弧段下游边墙的空蚀破坏.最后对如何减小或消除该掺气盲区,提出了工程处理措施,可供设计参考. 展开更多
关键词 泄洪洞 掺气减蚀 反孤段 边墙 掺气盲区
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泄洪洞有压段体型优化的三维数值模拟 被引量:15
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作者 沙海飞 吴时强 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 2004年第z1期942-947,共6页
 采用VOF方法和标准k ε紊流模型相结合的方法,对滩坑水电站泄洪洞有压段进行了三维数值计算,数值模拟结果和模型试验成果的对比分析表明,采用的数值方法具有较高的计算精度。针对事故闸门井门槽体型设计方案存在的不足,提出了修改方案...  采用VOF方法和标准k ε紊流模型相结合的方法,对滩坑水电站泄洪洞有压段进行了三维数值计算,数值模拟结果和模型试验成果的对比分析表明,采用的数值方法具有较高的计算精度。针对事故闸门井门槽体型设计方案存在的不足,提出了修改方案,由原来的圆角斜坡错距式门槽改为椭圆错距门槽,结果表明修改后的门槽水力特性有明显的改善,其体型比原设计方案更合理。 展开更多
关键词 泄洪洞 K-Ε紊流模型 VOF方法 门槽
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龙抬头式泄洪洞水流数学模型及其应用 被引量:12
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作者 丁道扬 吴时强 《水利水运科学研究》 CSCD 1995年第3期246-261,共16页
本文给出了一个实用、有效的三维泄洪洞水流数值模型。对泄洪洞进口段采用势流模型,对明流段则考虑了阻力与边界层发展的影响,提出了一种既适合内部边界层区,又适合外部边界层区的数值计算方法,使之能合理地模拟龙抬头式泄洪洞的水... 本文给出了一个实用、有效的三维泄洪洞水流数值模型。对泄洪洞进口段采用势流模型,对明流段则考虑了阻力与边界层发展的影响,提出了一种既适合内部边界层区,又适合外部边界层区的数值计算方法,使之能合理地模拟龙抬头式泄洪洞的水流特性。验证计算及工程应用表明,该数值模型具有较高的精度,能满足工程要求。 展开更多
关键词 泄洪洞 龙抬头式泄洪洞 水流 数学模型
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明流泄洪洞流场数值模拟 被引量:9
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作者 李国栋 陈刚 李建中 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 1996年第6期633-639,共7页
本文将紊流两方程k-ε模型应用于明流泄洪洞的流场分析,采用适体坐标变换处理复杂的边界及模拟自由水面,获得了流速、紊动能、耗散率、压力及水深等参数的分布。与有关实测资料对比分析,结果令人满意。
关键词 明流泄洪洞 紊流模型 泄洪洞 数值模拟 流场
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明流泄洪洞掺气减蚀设施优化试验研究 被引量:17
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作者 王海云 戴光清 +1 位作者 杨永全 杨庆 《水力发电》 北大核心 2003年第11期54-56,共3页
通过水工常压模型试验,对高水头、大单宽流量、小底坡龙抬头式明流泄洪洞掺气坎进行了系统的试验研究及优化试验,提出了一种新型的V形掺气挑坎。该掺气坎的空腔长度沿水流的横断面方向是连续变化的,射流挑距两边长、中间短,尽管最小空... 通过水工常压模型试验,对高水头、大单宽流量、小底坡龙抬头式明流泄洪洞掺气坎进行了系统的试验研究及优化试验,提出了一种新型的V形掺气挑坎。该掺气坎的空腔长度沿水流的横断面方向是连续变化的,射流挑距两边长、中间短,尽管最小空腔的长度可能已小于临界值,但由于最大空腔长度仍远大于临界值,在其作用下,便可使回流退去,空腔恢复,保证一定的通气量。这对类似工程掺气设施的合理设计有十分重要的参考意义。 展开更多
关键词 掺气减蚀 泄洪洞 最优设计 试验研究
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有关高水头大流量泄洪消能设施运行安全问题的思考 被引量:16
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作者 郭军 高季章 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期169-173,共5页
近20年来,我国建成了一大批高坝,配套的高水头大流量泄洪消能设施也陆续投入运行,部分泄洪设施经过了一定洪水频率的泄洪运行考验,少部分泄洪设施还经过了水力学原型观测。随着这些高水头大流量泄洪设施的建成投入运行和水力学原型观测... 近20年来,我国建成了一大批高坝,配套的高水头大流量泄洪消能设施也陆续投入运行,部分泄洪设施经过了一定洪水频率的泄洪运行考验,少部分泄洪设施还经过了水力学原型观测。随着这些高水头大流量泄洪设施的建成投入运行和水力学原型观测成果的取得,我国的水工水力学设计和科学研究成果也进一步得到了验证,整体水平得到了大幅度提高。从这些已投入运行的泄水建筑物运行情况看,也反映出一些值得深入思考和需要研究的问题。本文主要针对几个典型工程案例,分析消力池底板破坏、泄洪洞掺气体型与空蚀破坏的原因,以期引起国内同行在设计、科研、施工及监理工作中的重视,加强研究和原型观测工作的力度以及反馈总结,一方面提升我国水工水力学设计的整体水平,另一方面也为今后的工程设计、运行和管理提供可借鉴的经验。 展开更多
关键词 工程水力学 消力池 泄洪洞 动水压力 空化空蚀
原文传递
漩流式竖井泄洪洞在沙牌工程中的应用 被引量:16
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作者 邵敬东 《水电站设计》 2003年第4期61-63,68,共4页
结合模型试验、工程地质、地貌、枢纽布置条件,在沙牌水电站设计和布置了漩流竖井泄洪洞,并以其陡坡急流式短压力进水口区别于世界其它缓流进水的竖井泄洪洞,同时进行了完整的原型观测设计,以获取新型竖井泄洪设施的动水压力、水流空化... 结合模型试验、工程地质、地貌、枢纽布置条件,在沙牌水电站设计和布置了漩流竖井泄洪洞,并以其陡坡急流式短压力进水口区别于世界其它缓流进水的竖井泄洪洞,同时进行了完整的原型观测设计,以获取新型竖井泄洪设施的动水压力、水流空化、流速和通气量的资料。 展开更多
关键词 竖井消能 涡室 泄洪洞 原型观测 漩流式竖井 沙牌水电站 动水压力 水流空化
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乌东德水电站泄洪消能设计研究 被引量:14
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作者 胡清义 廖仁强 +1 位作者 郭艳阳 周赤 《人民长江》 北大核心 2014年第20期21-23,共3页
乌东德水电站泄洪消能建筑物规模大、布置难度高,挖除覆盖层后坝址消能区天然水垫深厚。针对上述特点,对该电站泄洪消能方案进行了比较和研究,选用坝身表、中孔与岸边泄洪洞联合泄洪的方案,坝身布置5个表孔、6个中孔,坝下设置"护... 乌东德水电站泄洪消能建筑物规模大、布置难度高,挖除覆盖层后坝址消能区天然水垫深厚。针对上述特点,对该电站泄洪消能方案进行了比较和研究,选用坝身表、中孔与岸边泄洪洞联合泄洪的方案,坝身布置5个表孔、6个中孔,坝下设置"护岸不护底"水垫塘消能。水垫塘末端设立混凝土重力式二道坝,左岸靠山侧布置3条泄洪洞,并采用封闭抽排水垫塘消能。水工模型试验表明,该方案合理可行,安全可靠。 展开更多
关键词 泄洪消能 水垫塘 泄洪洞 乌东德水电站
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探地雷达在水利工程安全检测中的应用 被引量:13
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作者 时方稳 杜应吉 郝枫楠 《人民长江》 北大核心 2012年第7期44-46,共3页
以陕西神木采兔沟水库工程为实例,对探地雷达的工作原理及实际应用进行了介绍。结合采兔沟泄洪洞洞身的质量检测对具体的测线布置、探测方法及参数选择进行了阐述,在探测中,针对泄洪洞具体形状,在不同部位共布置了17条测线,经对检测结... 以陕西神木采兔沟水库工程为实例,对探地雷达的工作原理及实际应用进行了介绍。结合采兔沟泄洪洞洞身的质量检测对具体的测线布置、探测方法及参数选择进行了阐述,在探测中,针对泄洪洞具体形状,在不同部位共布置了17条测线,经对检测结果分析,发现导流泄洪洞底板下方虽存在疏松区域,但不存在空洞,其他部位亦无大的缺陷,不影响安全运行。 展开更多
关键词 探地雷达 无损检测 导流泄洪洞 采兔沟水电站 陕西
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明流泄洪洞水力特性的二维数值模拟与试验研究 被引量:12
16
作者 张春晋 李永业 孙西欢 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2016年第1期54-60,共7页
为了使明流泄洪洞满足设计泄流量和校核泄流量要求,对其结构进行了优化设计,并根据垣曲县境内板涧河河口右岸的小浪底引黄工程泄洪洞实际工程,建立了明流泄洪洞泄流数学模型。计算中引入FLUENT软件中的VOF(Volume of Fluid)模型和Mixtur... 为了使明流泄洪洞满足设计泄流量和校核泄流量要求,对其结构进行了优化设计,并根据垣曲县境内板涧河河口右岸的小浪底引黄工程泄洪洞实际工程,建立了明流泄洪洞泄流数学模型。计算中引入FLUENT软件中的VOF(Volume of Fluid)模型和Mixture模型进行数值计算,得到了设计和校核水位条件下泄洪洞泄流能力、水深沿程分布、水流空化数以及断面流速和压强及挑距,并将部分计算结果与模型试验结果进行比较分析,结果表明两者吻合较好。因此采用FLUENT软件研究明流龙抬头泄洪洞的水力特性是可行的,为该项软件应用于实际工程提供了理论依据。 展开更多
关键词 泄洪洞 数值模拟 空化数 水力学特性 VOF模型
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锦屏一级水电站泄洪洞的掺气减蚀及消能防冲问题 被引量:12
17
作者 杨弘 王继敏 刘卓 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2018年第7期115-121,共7页
锦屏一级水电站泄洪洞具有"大泄量、特高水头、超高流速"的特点,高速水流空化空蚀问题非常突出。为了解决其掺气减蚀、泄洪消能防冲及出口挑流河道归槽的问题,锦屏一级水电站在泄洪洞的龙落尾、掺气坎、补气洞及出口挑坎等关... 锦屏一级水电站泄洪洞具有"大泄量、特高水头、超高流速"的特点,高速水流空化空蚀问题非常突出。为了解决其掺气减蚀、泄洪消能防冲及出口挑流河道归槽的问题,锦屏一级水电站在泄洪洞的龙落尾、掺气坎、补气洞及出口挑坎等关键部位采用了特定的工程技术。对这些特定工程技术的模型实验结果、原型观测资料及设计规范进行了分析,并结合乌江渡水电站、二滩水电站等工程评价了规范的适用性。分析结果表明锦屏一级泄洪洞的洞顶余幅、龙落尾体型、出口燕尾坎消能工等设计合理,掺气设施的掺气保护满足要求,补气及通气系统效果良好,没有发生空化空蚀现象。同时,在掺气空腔长度、风速、补气量、泄洪雾化等方面的模型缩尺效应明显,需要后续工程在设计阶段予以重视并进行更为深入而细致的研究。 展开更多
关键词 泄洪洞 掺气减蚀 消能防冲 原型观测
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溪洛渡水电站泄洪洞出口挑流鼻坎体型优化研究 被引量:11
18
作者 焦爱萍 刘艳 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2007年第3期40-43,共4页
溪洛渡水电站采用坝身孔口与岸边泄洪洞相结合的泄洪消能方式。左、右岸各布置两条常规泄洪洞,是目前国内最大规模的泄洪隧洞。在正常水位泄洪时,泄洪洞最大流速近50 m/s,消能防冲设计难度大,对挑流鼻坎的水力性能要求很高。针对原设计... 溪洛渡水电站采用坝身孔口与岸边泄洪洞相结合的泄洪消能方式。左、右岸各布置两条常规泄洪洞,是目前国内最大规模的泄洪隧洞。在正常水位泄洪时,泄洪洞最大流速近50 m/s,消能防冲设计难度大,对挑流鼻坎的水力性能要求很高。针对原设计方案中下游水舌冲刷两岸、且冲刷坑深度较大的问题,对挑坎体型进行修正。利用Bezier曲线生成技术构造出口挑坎,通过移动控制点改变挑坎的曲线和构造出口挑坎,优化了出口挑坎体型,并通过物理模型试验进行检验。 展开更多
关键词 泄洪洞 挑流鼻坎 冲刷 BEZIER曲线 溪洛渡水电站
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泸定水电站泄洪洞进水塔结构抗震安全分析 被引量:11
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作者 张继勋 任旭华 +1 位作者 王海军 乐成军 《中国农村水利水电》 北大核心 2010年第1期124-127,共4页
水电站泄洪洞进水口结构的安全关系到整个电站的安全和效益,泸定水电站泄洪洞进水口工程规模大,特别是2号泄洪洞进口塔体较高,其体型和边界受力情况都较为复杂。通过三维有限元对2号泄洪洞开展动、静力分析研究,计算分析了进水塔结构的... 水电站泄洪洞进水口结构的安全关系到整个电站的安全和效益,泸定水电站泄洪洞进水口工程规模大,特别是2号泄洪洞进口塔体较高,其体型和边界受力情况都较为复杂。通过三维有限元对2号泄洪洞开展动、静力分析研究,计算分析了进水塔结构的自振特性,并通过反应谱方法计算了在水平向地震作用下进水塔结构的动力响应,包括动位移、动应力和加速度分布,论证了其抗震安全性。计算结果表明,在地震力作用下,进水塔结构的变形与强度均能满足要求,但在抗震薄弱部位应力较大,在结构设计时需采取特殊措施,以确保塔体结构的安全。计算结果可为进水塔结构设计提供科学依据。 展开更多
关键词 泄洪洞 进水塔 有限元 抗震分析
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龙抬头泄洪洞水力特性的数值模拟 被引量:10
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作者 徐国宾 章环境 +1 位作者 刘昉 韩文文 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2015年第1期84-87,96,共5页
以某水电站泄洪洞为研究对象,结合大比尺水工模型试验,采用RNG k-ε数值模型,利用VOF法追踪自由液面,对龙抬头泄洪洞的流场进行了三维水力特性的数值模拟,并提出2种增加掺气设施的修改方案。结果表明:数值模拟结果与水工模型实测值吻合... 以某水电站泄洪洞为研究对象,结合大比尺水工模型试验,采用RNG k-ε数值模型,利用VOF法追踪自由液面,对龙抬头泄洪洞的流场进行了三维水力特性的数值模拟,并提出2种增加掺气设施的修改方案。结果表明:数值模拟结果与水工模型实测值吻合较好,该方法可以较好地模拟三维流场;增加掺气设施后可以有效地减轻下游反弧段的空蚀破坏。 展开更多
关键词 泄洪洞 龙抬头 水力特性 数值模拟 RNG k-ε模型 模型试验
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