溃堤洪水分析的一、二维水动力耦合模型及应用 被引量：25

1

作者 苑希民 薛文宇 +1 位作者 冯国娜 李长跃 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2016年第4期53-58,共6页

建立一、二维水动力耦合数学模型以模拟溃堤洪水的演进过程,其中一维模型采用Preissmann格式离散,二维模型利用基于非结构网格的Roe格式离散。将道路、灌渠等特殊边界概化为宽顶堰并作线性处理,利用非结构网格与特殊边界的耦联,建立具... 建立一、二维水动力耦合数学模型以模拟溃堤洪水的演进过程,其中一维模型采用Preissmann格式离散,二维模型利用基于非结构网格的Roe格式离散。将道路、灌渠等特殊边界概化为宽顶堰并作线性处理,利用非结构网格与特殊边界的耦联,建立具有真实地形的耦合模型,并采用干湿水深理论对模型进行优化。将模型应用于黄河青铜峡河西灌区溃堤洪水的模拟,较为真实地再现了洪水在计算区域内的演进过程与淹没范围,体现了道路、灌渠等特殊边界的阻水效果与桥涵的过水效果。 展开更多

关键词 耦合模型 特殊边界 非结构网格 干湿水深 青铜峡河西灌区

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海上风机结构振动监测试验与特性分析 被引量：19

2

作者 董霄峰 练继建 王海军 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期191-199,共9页

以某海上风电试验样机为研究对象,基于现场原型观测获取整体风机结构在停机、正常运行、开(停)机及台风工况下的振动响应数据,系统地分析海上风机结构在不同运行状态下的振动响应时频域特性与变化规律,探讨影响海上风机结构振动的关键... 以某海上风电试验样机为研究对象,基于现场原型观测获取整体风机结构在停机、正常运行、开(停)机及台风工况下的振动响应数据,系统地分析海上风机结构在不同运行状态下的振动响应时频域特性与变化规律,探讨影响海上风机结构振动的关键因素及其对风机振动安全性的影响规律.结果表明:在风机处于停机状态下,结构振动随环境风速的增加而显著增大;而运行状态时,叶轮转速对结构振动影响效应明显,对振动变化起到主导作用.海上风机在开(停)机过渡过程中振动显著大于正常运行状态,台风期风机在额定转速运行时的振动超过实测最大风速时停机工况的响应.塔筒顶部与基础顶部振动响应同步性说明整体风机具有很好的变形协调性. 展开更多

关键词 海上风电 现场实测 振动特性 运行因素 台风工况

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多溃口河网耦合模型在防洪保护区洪水分析中的应用 被引量：15

3

作者 苑希民 庞金龙 +1 位作者 田福昌 李长跃 《水资源与水工程学报》 2016年第1期128-135,共8页

基于珠江三角洲流域堤防在大洪水情况下多处溃决的特点,以一维、二维非恒定流控制方程作为理论基础,建立珠江三角洲流域多溃口一二维耦合河网模型,在耦合位置采用堰流公式实现河网和保护区内水流的实时交互。模型采用堤防渐变展宽的溃... 基于珠江三角洲流域堤防在大洪水情况下多处溃决的特点,以一维、二维非恒定流控制方程作为理论基础,建立珠江三角洲流域多溃口一二维耦合河网模型,在耦合位置采用堰流公式实现河网和保护区内水流的实时交互。模型采用堤防渐变展宽的溃决方式进行溃口参数设置,采用地形局部修正的方法处理保护区内道路和桥涵的导阻水作用,采用糙率分区和对村庄等密集区域局部加大糙率的方法进行地形的优化处理,采用"干湿判别"理论对动边界进行优化。将优化后的模型用于江新联围防洪保护区多溃口洪水耦合计算,对比分析了单一溃口洪水与多溃口洪水淹没结果,研究成果对珠江三角洲流域及其他类似区域的多溃口溃堤洪水风险评价具有重要参考价值。 展开更多

关键词 多溃口 河网 耦合模型 渐变展宽 糙率分区 干湿判别

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运行状态下海上风机结构振源特性研究 被引量：14

4

作者 董霄峰 练继建 王海军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第17期21-28,共8页

由于海上风机结构运行环境的复杂性,其振源的准确识别与振源特性研究已经成为风机运行安全性评估的重点问题。以某新型复合式筒型基础结构海上风力发电试验样机为研究对象,依据原型观测获得的全负荷条件下结构不同位置的振动响应数据,... 由于海上风机结构运行环境的复杂性,其振源的准确识别与振源特性研究已经成为风机运行安全性评估的重点问题。以某新型复合式筒型基础结构海上风力发电试验样机为研究对象,依据原型观测获得的全负荷条件下结构不同位置的振动响应数据,对不同运行工况下诱发结构振动的振源进行全面识别与分析。利用谱峭度法识别明确引起海上风机结构振动的主要振源及其对应振动响应的频域属性,通过经验模态分解法对实测信号进行分解得到表征各振源特性的频域或频率尺度的分量,同时引入振动能量法对不同振源的能量比重进行统计分析,给出了海上风机结构运行状态下结构整体振动主振源及其对应振动能量分布随运行因素变化的分布规律。研究表明随着机组负荷的增加运行状态下海上风机结构振动的振源变化遵循由单一的环境荷载激励转为环境荷载激励和叶轮转动联合作用再到完全由叶轮转动产生的谐波激励影响的规律。 展开更多

关键词 海上风电 现场实测 振源识别 谱峭度 经验模态分解 振动能量

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抑制模态混叠的HHT结构模态参数识别方法研究 被引量：13

5

作者 练继建 荣钦彪 +2 位作者 董霄峰 王鸿振 刘卓 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第18期1-8,共8页

针对传统经验模态分解法(EMD)的模态混叠问题,在分析模态混叠产生机理的基础上,提出基于互补总体平均经验模态分解(CEEMD)与信号调频(FM)结合的组合分解方法(FM-CEEMD),并通过仿真信号验证了FM-CEEMD分解方法的有效性。将FM-CEEMD分解... 针对传统经验模态分解法(EMD)的模态混叠问题,在分析模态混叠产生机理的基础上,提出基于互补总体平均经验模态分解(CEEMD)与信号调频(FM)结合的组合分解方法(FM-CEEMD),并通过仿真信号验证了FM-CEEMD分解方法的有效性。将FM-CEEMD分解取代传统EMD分解应用于希尔伯特-黄变换(HHT),得到抑制模态混叠的改进HHT结构模态参数识别方法。仿真试验与实际拱坝识别结果表明:提出的改进HHT法不仅能避免模态信息丢失、提高模态参数识别精度,同时也适用于实际水利工程模态识别研究。 展开更多

关键词 改进HHT 经验模态分解(EMD) 信号调频(FM) 模态混叠 参数识别

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GIS及SWMM模型在防洪保护区内涝模拟中的应用 被引量：7

6

作者 王秀杰 王丽娜 +1 位作者 田福昌 胡冰 《水资源与水工程学报》 2015年第6期146-150,共5页

为了研究防洪保护区暴雨内涝积水风险,减少淹没灾害损失,基于GIS技术与SWMM产汇流模型,计算暴雨内涝积水域面积及积水深度值,以此开展积涝风险分析。将该方法应用于茨南淝左片防洪保护区的暴雨内涝计算,利用永幸河闸上、架河闸上、青年... 为了研究防洪保护区暴雨内涝积水风险,减少淹没灾害损失,基于GIS技术与SWMM产汇流模型,计算暴雨内涝积水域面积及积水深度值,以此开展积涝风险分析。将该方法应用于茨南淝左片防洪保护区的暴雨内涝计算,利用永幸河闸上、架河闸上、青年闸上2007年实测降水水位验证产汇流模型。结果表明:3个位置计算水位绝对误差分别为0.02、0.10和0.14 m,计算结果较合理,将该模型应用于防洪保护区20年一遇设计暴雨内涝积水风险分析,研究成果对该地区风险管理及决策起着至关重要的作用。 展开更多

关键词 防洪保护区 暴雨内涝 地理信息系统 暴雨水管理模型 积水风险

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深水水库下泄低温水治理挡水幕布受力研究 被引量：7

7

作者 盛传明 练继建 +1 位作者 刘昉 徐宝 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期1548-1557,共10页

挡水幕布是一种提高深水水库下泄低温水温度的结构,其受力研究对工程实施具有至关重要的作用。根据深水水库地形和总体布置,建立挡水幕布数值计算模型,应用FLUENT软件对流场、温度场及幕布受力进行数值模拟,并与模型试验进行对比。研究... 挡水幕布是一种提高深水水库下泄低温水温度的结构,其受力研究对工程实施具有至关重要的作用。根据深水水库地形和总体布置,建立挡水幕布数值计算模型,应用FLUENT软件对流场、温度场及幕布受力进行数值模拟,并与模型试验进行对比。研究结果表明:挡水幕布实施后可提高下泄水温,流量越大,流态越不稳定,且幕布背流面负压区偏向电站一侧。距离电站越远、流量越大、过水高度越小,则幕布受力越大,水位变化对幕布受力影响不大,洪水时下放幕布是一种有效减小受力的方法。 展开更多

关键词 挡水幕布 深水水库 下泄低温水 数值模拟 模型试验

原文传递

多源洪水耦合模型在防洪保护区洪水分析中的应用 被引量：7

8

作者 苑希民 李长跃 +1 位作者 田福昌 王丽娜 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期16-22,共7页

针对防洪保护区单一洪水风险分析的不足,以一、二维非恒定流基本控制方程为理论基础,采用有限体积法对网格进行离散求解,建立溃堤洪水和暴雨多源洪水耦合的数学模型。在一、二维模型的链接处选用堰流公式实现河槽与保护区水流的实时交互... 针对防洪保护区单一洪水风险分析的不足,以一、二维非恒定流基本控制方程为理论基础,采用有限体积法对网格进行离散求解,建立溃堤洪水和暴雨多源洪水耦合的数学模型。在一、二维模型的链接处选用堰流公式实现河槽与保护区水流的实时交互,借助干湿水深理论对模型进行优化,利用遥感影像解译处理保护区内复杂地形条件下糙率对洪水演进的影响,概化处理区域内道路和过水涵洞对洪水的阻水或导水作用,并利用历史实测洪水资料进行模型验证。将验证后的模型应用于淮河干流凤台段防洪保护区多源洪水运动耦合模拟,分析了单一洪水与多源洪水对防洪保护区的损失比较结果,说明该区域受暴雨内涝影响较为严重。 展开更多

关键词 防洪保护区 多源洪水 耦合模型 干湿水深 糙率分区

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基于时空动态耦合的漫滩、溃堤与防洪保护区洪水联算二维模型 被引量：4

9

作者 王秀杰 王丽娜 +1 位作者 田福昌 苑希民 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2015年第6期57-63,共7页

河道洪水的漫滩、溃堤及其在防洪保护区的耦合计算一直是数学模拟模型中的重点和难点。基于Navier-Stokes二维浅水方程,通过河道水位比较确定任意时刻水流流向、流量及动量的交换,并根据溃口展宽变化确定耦合节点和接口宽度,进行河道与... 河道洪水的漫滩、溃堤及其在防洪保护区的耦合计算一直是数学模拟模型中的重点和难点。基于Navier-Stokes二维浅水方程,通过河道水位比较确定任意时刻水流流向、流量及动量的交换,并根据溃口展宽变化确定耦合节点和接口宽度,进行河道与防洪保护区的无缝连接,从而实现了漫滩、溃堤与防洪保护区洪水的时空动态耦合计算。基于DEM、遥感影像和实测断面的地形数据资料,提出了河道数字地形获取改进技术,同时利用热启动技术解决了溃口形状变动问题。通过实例研究表明,该模型可实现二维宽浅河道漫滩、溃堤和防洪保护区及其任意组合的洪水仿真。计算结果合理、可靠,供相关部门参考。 展开更多

关键词 溃堤洪水 防洪保护区 二维水动力学模型 动态耦合 河道数字地形 热启动

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凌汛期堤防漫顶溃口破坏规律断面模型试验Ⅰ:黏性土堤 被引量：3

10

作者 刘昉 周世佳 +3 位作者 戚园春 吴敏睿 张剑 徐国宾 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期132-141,共10页

凌汛期河道存在大量冰凌,导致河流壅塞、水位上涨,对堤防安全造成了严重隐患。为了探究凌汛期黏性土堤的漫顶溃口破坏规律,建立了室内水槽物理模型,模拟了冰凌条件下的堤防漫顶破坏,通过改变堤身含水率和河道流量,分析了冰凌条件下溃堤... 凌汛期河道存在大量冰凌,导致河流壅塞、水位上涨,对堤防安全造成了严重隐患。为了探究凌汛期黏性土堤的漫顶溃口破坏规律,建立了室内水槽物理模型,模拟了冰凌条件下的堤防漫顶破坏,通过改变堤身含水率和河道流量,分析了冰凌条件下溃堤时的溃口破坏形式、溃口发展过程和水位变化过程。结果表明:溃堤过程中冰凌挤压对堤体的破坏作用明显,堤身含水率和河道流量对溃堤过程有显著的影响;与洪水条件相比,冰凌条件下溃堤时溃口前期发展较为缓慢,而中、后期较为强烈;冰凌条件下的堤前水位峰值要高于洪水条件。 展开更多

关键词 黏性土堤 凌汛期 物理模型试验 漫顶溃决 溃口发展

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基于TRIZ的筒型基础沉放技术创新应用研究 被引量：3

11

作者 练继建 肖瑶瑶 +2 位作者 张浦阳 王海军 郭耀华 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期401-406,共6页

将TRIZ理论与功能分析相结合,建立基于TRIZ的功能分析模型,并构建相应的技术创新流程,以海上风电新型筒型基础安装沉放及运行承载分析为例,介绍通过技术创新解决矛盾问题的过程,研究结果表明该创新流程适用于筒型基础的改良与优化,对提... 将TRIZ理论与功能分析相结合,建立基于TRIZ的功能分析模型,并构建相应的技术创新流程,以海上风电新型筒型基础安装沉放及运行承载分析为例,介绍通过技术创新解决矛盾问题的过程,研究结果表明该创新流程适用于筒型基础的改良与优化,对提高筒型基础的创新效率具有较好的支撑作用。 展开更多

关键词 海洋工程 海上风力发电 TRIZ 筒型基础 功能分析

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凌汛期堤防漫顶溃口破坏规律断面模型试验Ⅱ:非黏性土堤 被引量：2

12

作者 刘昉 吴敏睿 +3 位作者 戚园春 周世佳 张剑 徐国宾 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期135-143,共9页

为了研究凌汛期堤防漫顶破坏溃口发展规律,分别进行了洪水和冰凌条件下的均质非黏性土堤溃决模型试验。结果表明:两种条件下的溃堤过程均可划分为4个阶段:渗透过流、堤后冲刷、溃口展宽和冲淤平衡,各阶段发展速度和形式有所不同;通过分... 为了研究凌汛期堤防漫顶破坏溃口发展规律,分别进行了洪水和冰凌条件下的均质非黏性土堤溃决模型试验。结果表明:两种条件下的溃堤过程均可划分为4个阶段:渗透过流、堤后冲刷、溃口展宽和冲淤平衡,各阶段发展速度和形式有所不同;通过分析溃堤过程、溃口宽度以及流速和水位变化过程的异同点可知,两种条件下流速和水位变化趋势基本一致,冰凌条件下峰值流速明显增大且出现时间提前,峰值流速最大可增加81.5%;同一流量下,增大堤顶宽度对流速和水位的影响不大,而减缓堤身断面的边坡能显著降低堤后水位的上升速度和溃口处峰值流速。试验结果有助于认识凌汛期堤防溃决的过程和特点,可为凌汛期非黏性土堤险情防控和抢险措施的制定提供科学的参考。 展开更多

关键词 非黏性土堤 冰凌条件 物理模型试验 漫顶溃决 溃口发展

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海流能水平轴水轮机尾流场流速研究 被引量：2

13

作者 盛传明 徐宝 +2 位作者 周欢 李默晶 黄宣旭 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期390-397,共8页

运用简化风车理论，对海流能水平轴水轮机叶片进行设计，在浪流水槽中进行水轮机模型试验，应用计算流体力学软件Fluent对水轮机进行数值模拟，研究水流流速、尖速比、桨距角和叶片尺寸对尾流场流速的影响。研究结果表明，尾流截面轴心... 运用简化风车理论，对海流能水平轴水轮机叶片进行设计，在浪流水槽中进行水轮机模型试验，应用计算流体力学软件Fluent对水轮机进行数值模拟，研究水流流速、尖速比、桨距角和叶片尺寸对尾流场流速的影响。研究结果表明，尾流截面轴心处流速比边缘流速小，横向机组间最佳轴间距为2D。水轮机下游8D范围内为急速增大区，纵向机组间最佳纵间距为8D。水流流速越大、尖速比越小、叶片尺寸越小对下游机组布置越有利，桨距角对尾流场流速恢复影响不明显。 展开更多

关键词 水平轴水轮机 尾流场 流速 数值模拟 模型试验

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海流能水平轴水轮机水动力性能研究 被引量：2

14

作者 盛传明 徐宝 +1 位作者 周欢 李默晶 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1220-1226,共7页

运用简化风车理论,对海流能水平轴水轮机进行叶片设计。应用计算流体力学软件Fluent对水轮机进行水动力性能数值模拟,分析叶片表面压力分布、流场速度分布和获能特性。在浪流水槽中进行模型试验,将计算结果与试验结果进行对比。研究结... 运用简化风车理论,对海流能水平轴水轮机进行叶片设计。应用计算流体力学软件Fluent对水轮机进行水动力性能数值模拟,分析叶片表面压力分布、流场速度分布和获能特性。在浪流水槽中进行模型试验,将计算结果与试验结果进行对比。研究结果表明:桨距角、尖速比和负载对水轮机的水动力性能有影响,工程上应采取相应措施。 展开更多

关键词 水平轴水轮机 水动力性能 数值模拟 模型试验

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基于自然邻点插值计算的溃堤洪水二维模型 被引量：1

15

作者 苑希民 薛文宇 +1 位作者 冯国娜 李培杰 《河南水利与南水北调》 CAS 2016年第4期14-20,共7页

为了模拟溃堤洪水的演进过程,建立计算区域的二维水动力模型,采用基于非结构网格的Roe格式离散求解。针对保护区内存在线状地物等实际特点,将道路、灌渠渠堤等建筑物线性处理,概化为宽顶堰的形式计算,赋予实际高程,将其作为特殊边界与... 为了模拟溃堤洪水的演进过程,建立计算区域的二维水动力模型,采用基于非结构网格的Roe格式离散求解。针对保护区内存在线状地物等实际特点,将道路、灌渠渠堤等建筑物线性处理,概化为宽顶堰的形式计算,赋予实际高程,将其作为特殊边界与非结构网格耦联;采用自然邻点插值计算方法,将保护区与排水沟分区插值,还原区域内排水沟地形,通过以上方法,获得了具有真实地形的模型。将模型应用于青铜峡河西灌区四排口险工溃堤洪水模拟,有效模拟了道路、渠堤等特殊边界阻水和桥涵过水效果,以及排水沟内排水和入河口洪水倒灌过程,较为真实地反映了洪水在计算区域内的演进过程和淹没范围,具有较好的应用价值。 展开更多

关键词 二维模型 特殊边界 非结构网格 耦联 自然邻点插值计算 分区插值 青铜峡河西灌区

原文传递

滑动挡板堤式波浪发电装置水动力特性研究

16

作者 王海军 周欢 盛传明 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期2190-2194,共5页

针对滑动挡板斜坡堤式波浪发电装置,通过模型试验和数值模拟,研究斜坡比对装置越浪量的影响以及水深、滑动挡板顶高程、泄流通道直径等对泄流通道内流速和能量转换的影响。研究结果表明,相同水深条件下,斜坡堤的最优斜坡比为2.0。相同... 针对滑动挡板斜坡堤式波浪发电装置,通过模型试验和数值模拟,研究斜坡比对装置越浪量的影响以及水深、滑动挡板顶高程、泄流通道直径等对泄流通道内流速和能量转换的影响。研究结果表明,相同水深条件下,斜坡堤的最优斜坡比为2.0。相同水深和斜坡比时,泄流通道内流速随滑动挡板顶高程的增大而减小。通过调整滑动挡板顶高程与水位的关系及优化流道内径,该发电装置在试验中的稳定获能系数可达到约8.0%。 展开更多

关键词 波浪能 挡板 泄量 斜坡比 流速 获能系数

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海底边界效应对海流发电水轮机水动力性能影响研究 被引量：1

17

作者 盛传明 练继建 +2 位作者 林大明 徐宝 黄宣旭 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2017年第2期75-82,共8页

对30 W海流能水平轴水轮机进行叶片设计,应用FLUENT软件对水轮机的水动力性能进行数值模拟,研究了边界效应对叶片表面压力、流场、湍流强度、获能和轴向力的影响。受海底边界效应影响,海流速度沿深度呈现梯度变化,底层流速较小,中上层... 对30 W海流能水平轴水轮机进行叶片设计,应用FLUENT软件对水轮机的水动力性能进行数值模拟,研究了边界效应对叶片表面压力、流场、湍流强度、获能和轴向力的影响。受海底边界效应影响,海流速度沿深度呈现梯度变化,底层流速较小,中上层流速较大。边界效应导致水轮机的水动力性能呈现周期性变化,降低了水轮机的获能和轴向力。机组布置时,宜选择水流稳定且流速较大的中上层区域。 展开更多

关键词 水平轴水轮机 水动力性能 边界效应 海流能

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