摘要：在长距离输水管路出口设置溢流堰可以有效控制水击和防止管路脱空。为了分析该结构在非恒定流情况下的工作特性,设计水力模型试验对突然断水情况的水流特性进行观察测试,通过测试结果建立优化设计的方法和准则。试验表明:长管道水体的惯性力作用可能引起衔接池的水位跌落和波动,从而导致管路进气和水流拍打管口,通过增加溢流堰的高度或扩大衔接池的面积可以避免这一现象。

摘要：输水工程中的水锤现象是设计和运行部门极为关注的问题,数值模拟是管路系统中水锤压力预测和控制的重要环节。为了对变特性管路系统的水锤进行数值模拟,建立了基于MacCormack格式的变空间步长的水锤计算模型(V-MCS)。通过与经典的Method of Characteristics(MOC)方法及固定步长的MacCormack(MTMS)方法模拟结果的对比,对V-MCS方法进行了验证。采用V-MCS方法模拟了变特性管路系统中的水锤过程,获得了管道压力与流量波动过程以及全线极值压力分布情况。结果表明,在变特性管路系统中,V-MCS方法可以有效地对复杂管路水锤现象进行模拟。该方法在空间网格划分上更为灵活,可根据计算需求对管道各个区域选取不等的空间步长,能在一定程度上减少计算断面数量,在不改变管路固有波速的情况下可实现对复杂管路系统的同步水锤模拟。

摘要：为了获得泄洪洞出口段在高速水流情况下的水流特征,分析空化及其对结构可能存在的空蚀破坏影响,本文采用了VOF(Volume Of Fluid)方法,并结合Realizable k-ε紊流模型,对泄洪洞水流进行了三维数值计算。计算获得了压强、流速及水深的三维分布参数,并将部分计算结果与设计值验证,吻合较好。通过引入自定义函数方式计算了整个流场的空化数,获得了泄洪情况下泄洪洞高速水流空化数分布规律及易发生空化空蚀的区域。

摘要：长距离有压输水系统中的水锤现象会导致管道系统振动或破裂,通常需增设水锤防护措施。为保障安全的同时降低水锤防护成本,针对长距离输水系统泵站停泵水锤过程中的水锤防护措施优化问题,提出基于随机森林(RF)算法与快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)协同的多目标优化方法。采用特征线法建立水力瞬变模型,构造期望样本集,利用RF算法拟合优化变量与优化目标间的映射关联。以最大水锤压力值、最大无量纲反转转速和水锤防护成本最小作为构建多目标优化模型目标函数,迭代搜索最优参数集。研究表明,该方法能在短时间内获得各目标均匀分布的停泵水锤防护优化方案集,所得方案满足规范中水锤防护要求,可为长距离输水系统停泵水锤的优化设计提供参考。

摘要：建立了一个三维紊流数学模型,对实际灌区中的窄深矩形断面明渠水流的流速分布进行了数值模拟.计算结果与实测结果符合得较好,表明数学模型及参数是合理可靠的.运用该模型,对2种底坡、2种糙率以及3种宽深比组合情况下的窄深矩形断面明渠水流的流速分布进行了数值模拟,得出了窄深矩形断面明渠垂线流速分布律和垂线平均流速横向分布律,并应用实测资料验证了上述流速分布律.结果表明,在明渠底部内区流速分布能很好地符合对数分布律,但在明渠外区流速分布则符合抛物线分布,垂线平均流速沿横向的分布接近于幂函数分布,给出的断面流速分布经验公式具有很好的精度.

摘要：为了研究缓闭式空气阀的水锤防护效果,在传统空气阀数学模型的基础上,根据缓闭式空气阀的工作原理,运用水锤理论和特征线方法,建立了缓闭式空气阀的数学模型,并给出了其求解方法。通过算例计算,比较了缓闭式空气阀与传统空气阀的防护效果差异,分析了影响缓闭式空气阀防护效果的各项因素,并给出了各项影响因素的最优值。计算结果表明,缓闭式空气阀能有效地防护负压、降低水锤正压,其防护效果与节流板位置变化的临界压力以及节流板孔口和空气阀孔口的面积比有关。研究成果为缓闭式空气阀的设计和运行管理等提供了科学依据。

摘要：针对引水管道内压力波动诱发强烈振动问题,研究了水电站或泵站蝶阀开启状态时所承受的水流时均和脉动荷载特征,计算了水力诱发阀门的振动响应,分析了阀门销轴等构件的疲劳效应和阀门突然关闭对管道阀门门体的影响.研究成果可为工程设计和安全运行提供依据.

摘要：阐述了频率法测试索力实验的开发理由,设计并制作了实验装置。由学生自主选定索的直径、长度、千斤顶施加荷载值等,通过测定频率代入公式得到相应的索力,从而与力传感器数值相比较,实验结果表明符合得很好,从教学效果来看,该项实验研究开阔了学生的学术视野,提高了动手能力和查阅文献的水平,收到了良好效果,为学生提供了一个自由探索的平台。