摘要：瓜洲泵站工程面临地基地质条件差、轻粉质和重粉质砂壤土居多、地基渗透性强和易出现液化的问题,不宜作为工程天然地基持力层。对无桩基础的瓜洲泵站进行稳定分析,据此引入含钻孔灌注桩基础的瓜洲泵站工程设计方案,并对其进行了稳定分析,提出了钻孔灌注桩地基处理施工技术的注意事项。最后,利用三维空间有限元法,对校核洪水运行工况下的瓜洲泵站结构进行数值模拟计算,通过分析泵站结构的应力和变形,验证设计方案的有效性。研究成果有望为泵站工程的地基处理及安全性能分析提供价值性参考。

摘要：研究拱坝结构抗震性能及破坏形态的重要手段为拱坝振动台动力模型试验,试验配制一种以重晶砂、重晶石粉和水泥为主要成分的模型材料,结合选用的振动台所具备的条件及模型材料的力学性能,设计拱坝振动台试验模型,并测试和获取其在不同地震荷载下的动力响应。选择某一工况进行分析,该工况下结构开始出现明显裂缝损伤并逐渐发展。通过分析该工况下结构动应变响应,分析其损伤出现的时间,由此将该工况分为4个时段。通过计算分析不同时段多个加速度响应测点的加速度放大系数,并引入模态参数辨识的数值子空间辨识算法和ARX模型辨识法,计算不同时段+拱坝模型的自振频率和阻尼比,并将其与损伤发展情况相对比,以分析拱坝模型损伤发展情况及其结构动力特性。研究结果可为拱坝振动台试验制作和结果分析提供价值性参考,并可为拱坝结构动力特性参数识别和损伤诊断方法提供验证素材。

摘要：采用CFD软件对麦克马斯特大学垂直轴风力机进行数值模拟,结果表明:在不同叶尖速比下,风力机计算功率与风洞试验数据吻合良好;风轮中上行叶片尾流影响下行叶片气动特性,与单根叶片风力机模型相比,叶片扭矩峰值降低,峰值发生时间延迟;旋转叶片与平流流场中叶片相比,扭矩峰值有显著提升;叶片的附加质量效应有助于风力机降低支撑杆的设计强度,但增大了叶片与支撑杆的作用力;具有弯度翼型的风力机功率输出峰值相对于原始风力机功率输出高3.7%,且顺风向推力也低于原始风力机。

摘要：沉井侧壁摩阻力的大小和分布是沉井结构设计以及助沉方法选择的依据。目前,其计算方法带有较强的经验性,计算结果与实际情况往往存在较大差异。为了进一步认识和掌握其分布规律,研制了能够直接测量沉井侧壁阻力的微型摩阻力仪,并对其准确性、稳定性和可靠性进行了验证;然后,利用该仪器以及静态应变测试系统等电测设备开展沉井下沉阻力的模型试验。试验表明:随着入土深度的增加,沉井侧壁摩阻力的变化特征可分为3个阶段,在第1阶段,侧壁摩阻力随深度的增加接近线性增加;在第2阶段,随着深度的增加,侧壁摩阻力总体仍是上升的,但其上升速率则有所降低,在下沉一定深度后,摩阻力达到峰值;在第3阶段,侧壁摩阻力随入土深度的增加而逐渐减小。运用极限分析理论,对上述变化规律的原因进行了分析。上述试验及分析成果可作为现场原位测试数据的补充,两者共同为沉井下沉阶段的侧壁摩阻力计算研究提供基础数据支持。

摘要：针对国家对潮流能利用的发展需要,提高潮流能水轮机的水力特性,通过将风力提水机设计中的叶素理论引入潮流能水轮机的外形设计中,并加入修正因子优化了叶片翼型的安装角以及弦长,设计出一种水力特性较好的水平轴潮流能水轮机;通过使用CFD软件,将设计的潮流能水轮机进行三维数值模拟。计算结果表明,设计的潮流能水轮机在额定工况的潮流中具有较高的功率系数,且水轮机内外流道无明显脱流、回流现象,具有良好的三维流动特性。

摘要：为连续获取水下坝面表观长裂缝的局部图像,基于生物启发神经网络设计了一种自治水下机器人水下坝面表观裂缝检测路径规划算法。算法对裂缝走向进行标识,计算出其指向的栅格,并将指向结果通过活性增益的方式应用到路径决策中。通过仿真试验证实了该算法在保证对检测对象全覆盖的前提下,能够连续获取长裂缝的局部图像,连续度较牛耕法所规划的路径有较大的提升,有助于长裂缝图像拼接。

摘要：在水利工程的泄水建筑物中,弹性材料作为抗空蚀材料具有极为广阔的应用前景,研究空化泡与不同边界材料的相互作用,探索弹性材料抗空蚀的机理,具有明确的现实意义和理论价值。本文通过开展不同弹性材料超声空蚀试验,从宏观和微观角度观察分析不同弹性材料的空蚀特征,研究材料抗空蚀性能的影响因素。其中,弹性材料主要包括216–1硅胶、216–2硅胶、218–1硅胶、218–2硅胶、聚氨酯、软质聚氯乙烯、硬质聚氯乙烯、酚醛层压板、低密聚乙烯、高密聚乙烯、聚酰胺等材料,对应的拉伸弹性模量范围为1~4660 MPa。研究发现:1)弹性模量为1~11 MPa的弹性材料在超声空化作用下没有出现空蚀质量损失;材料的表面仅有些细小的纹理变化,没有出现破裂或孔洞,表明在这一弹性模量范围的弹性材料具有较好的抗空蚀特性。2)随着弹性模量增加,不同弹性材料的空蚀破坏特征有较明显的差别,说明此时材料抗空蚀特性与弹性模量的关联性下降,与材料密度、结构等特征有关:高密度、结构致密的材料空蚀质量损失和表面粗糙度变化很少;密度较低、结构稀疏的材料有明显空蚀质量损失且表面粗糙度增加。另外,材料表面缺陷处更容易发生空蚀破坏。研究结论可为弹性抗空蚀材料的研发和应用提供理论支撑。

摘要：遗传算法在求解水库优化调度问题时存在两个问题:随机的初始种群生成方式难以保证个体在解空间均匀分布,导致求解结果不稳定;由于水库水量平衡等条件约束,使交叉、变异操作常常导致可行解变成不可行解。针对上述问题,引入了基于均匀设计的初始种群生成方式,保障了初始种群空间分布的均匀性;在交叉、变异操作中建立了个体可行性判断与处理方法,保障了在个体进化过程中的可行性。以三峡发电优化调度为例,验证了改进算法的有效性,与标准遗传算法相比改进遗传算法可以显著提高寻优性能。

摘要：为了研究轴流泵在失速工况下的流动特性,对某原型立式轴流泵进行非定常数值计算,对比分析了设计工况以及失速工况下泵内部典型流动结构与压力脉动特性,揭示了失速工况下低频压力脉动的产生机理,利用真机压力脉动测试验证了数值计算方法的可靠性。研究表明:失速工况下叶片背面的前缘靠近轮缘一侧以及尾缘靠近轮毂一侧存在回流区;设计工况下叶轮进口处以及导叶体中段压力脉动主频为叶片通过频率,叶轮出口部位由于受到动静干涉作用,主频为导叶通过频率,导叶体出口部位由于远离旋转叶轮,叶频主导作用减弱;深度失速工况下泵内部压力脉动系数幅值显著增加,其中导叶体出口处G6点在深度失速工况下压力脉动系数幅值为设计工况的16倍;深度失速工况下叶轮出口处监测点P6、导叶体中段监测点G2以及导叶体出口监测点G6出现频率为0.83 Hz的低频压力脉动;失速工况下导叶体内涡核心区域与导叶流线图中存在的漩涡的发展、演化规律基本一致,两者的频率均为0.86 Hz,与低频压力脉动的频率(0.83 Hz)较为接近,因此可以证明低频压力脉动由导叶内漩涡诱导所致。

摘要：水流滞时的存在导致梯级水电站调度期内的水量不平衡,给梯级水电站短期联合优化调度造成困难。基于水量平衡原理建立了考虑调度期和滞后期综合效益的梯级水电站优化数学模型,给出了调度期与滞后期水量发电效益的计算方法;针对所建立的优化模型具有的有后效性问题,提出了轮库迭代与POA相结合求解方法,并推导出迭代通式。以三峡梯级为例开展了实证研究,取得了合理的结果。文中提出的方法结构简单,具有较好的通用性,对考虑时滞的梯级电站的日计划制定具有一定的参考价值。