摘要：为提高引黄灌区水源含沙提水泵站进水结构流场稳定性,对泵站原型(泥沙淤积前)进水结构设计参数进行耦合协同优化。选取甘肃省景电灌区典型正向进水泵站为研究对象,确定流场特性评价指标与进水结构设计参数,基于仿真智能算法(PSO-BPNN)和多岛遗传算法(MIGA)构建PSO-BPNN-MIGA耦合优化模型,通过Realizable k-ε湍流模型耦合考虑相间滑移的Mixture多相流模型对最优方案进行模拟。由耦合优化模型得到的最优设计方案(OPT)为:扩散角θ=26.30°、总宽度B=26.46 m、底部纵坡i=1∶2.3、悬空高度C=1.05 m、淹没深度h_(s)=1.38 m、后壁距T=0.57 m;OPT方案评价指标预测值和计算值的偏差率均在10.00%以内;OPT方案下泵站进水结构内未出现明显旋涡回流区,泥沙淤积强度和淤积范围明显减少、水流流速较小、流线较为均匀。优化模型在泵站原型进水结构协调优化中较为可靠,可实现参数区间内的全局连续寻优,所得最优方案整体优化效果较好。本文提出的研究思路与方法可为类似泵站工程设计参数耦合协同优化提供参考方法借鉴。

摘要：针对影响混凝土材料抗冻耐久性因素的复杂性及重要度的难以确定性等特征,选取甘肃景泰川电力提灌灌区为研究区,以室内快速冻融试验为基础,基于可拓层次分析法,确定了影响混凝土材料耐久性的粉煤灰、矿粉、硫酸盐、碳化等因素重要度,并将计算结果与试验结果进行对比验证。结果表明:四个影响因素中,权重系数依次为粉煤灰(0.380)>碳化(0.341)>矿粉(0.236)>硫酸盐(0.043),即内在因素对混凝土材料耐久性的整体影响大于外在因素的整体影响;粉煤灰的添加对混凝土的抗冻有一定不利影响,矿粉的添加对混凝土的抗冻性能略有提高;碳化及硫酸盐侵蚀加速了混凝土耐久性的损失,且碳化天数越长、硫酸盐浓度越大越为不利。相关研究可为混凝土材料配合比的优化及设计提供有益参考。

摘要：为探究泵站压力管道的不同布置形式对管道振动的影响,选取宁夏盐环定泵站工程二泵站#1压力管道为研究对象,建立基于流固耦合的泵站压力管道水流ALGOR数值模型,并采用DASP振动测试系统获取振动信号对模拟结果进行验证,分析压力管道水流流态对管道振动的激励特征并提出优化设计方案。结果表明,压力管道进水管处、支管总管相接处及总出水管处均有强烈的振动,但进水管的振动较出水总管振动更为强烈;减振优化设计方案中,调整支管距离对降低水流对管道振动的激励效果微弱,增大管径及改变总管走向对其效果较好,其中总管走向在2°~5°之间较佳,不仅能降低管道振动,而且能减少泵站能耗损失。研究结果可为高扬程泵站压力管道的优化设计提供理论依据。

摘要：为探究大型高扬程泵站压力管道运行时高频激振的诱因和振动特性,以甘肃省景电二期总干七泵#1压力管道为研究对象,采用附加水体质量法建立基于ANSYS有限元的简化流固耦合仿真模型,对压力管道的激振特征进行数值模拟,分析不同机组启闭工况下压力管道的振动模态及位移变形规律,揭示压力管道的主要振动变形特性。结果表明,在多种运行工况下,压力管道弯管段和大小管连接段振动比较明显,且高阶模态的振型振幅高于低阶模态,不易被激振的出水管随着阶次的增高也逐渐产生振动变形。经DASP测试系统现场振动监测表明,数值模拟结果与现场测试结果吻合良好。该结论可为高扬程泵站压力管道避振、减振优化设计提供技术支撑,也为同类泵站工程的更新改造设计和安全运行提供理论依据。

摘要：为探究西北寒旱区水工混凝土结构早期受冻损伤后力学性能衰退的损伤规律和影响因素,设计混凝土早期受冻及冻融循环的室内加速试验,通过对混凝土试样进行冻融循环,探究温度为-10℃,起冻时刻为3.5 h的混凝土结构冻融损伤的劣化规律,研究水胶比、粉煤灰和引气剂对早期带伤混凝土冻后力学性能的影响。构建灰狼优化算法改进的反向传播神经网络(GWO-BPNN)对早期带伤混凝土的力学性能及抗冻性能进行模拟预测,并对各影响因素进行敏感性分析。结果表明,低水胶比混凝土的抗冻效果明显更优,引气剂可提升早期抗冻性能,最佳掺量为0.01%,粉煤灰在冻融循环后期对混凝土抗冻性有明显的提高,其最佳替代量为20%;GWO-BPNN模型的四个回归评估指标均优于传统神经网络模型,能够更准确地预测早期带伤混凝土的力学性能,影响早期带伤混凝土耐久性的最大变量为水胶比,最小变量为引气剂。