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大型水利水电工程施工水力控制及灾害预测关键技术 预览 被引量:2
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作者 黄国兵 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2018年第7期1-8,共8页
针对我国西部山区大型梯级水利水电工程施工面临复杂环境下的导截流标准及风险控制、陡坡隧洞导流安全水力控制、深厚覆盖层河床安全经济截流水力控制、导截流过程灾害预测控制等新问题,经过长达28a的系统研究,解决了大型梯级水利水电... 针对我国西部山区大型梯级水利水电工程施工面临复杂环境下的导截流标准及风险控制、陡坡隧洞导流安全水力控制、深厚覆盖层河床安全经济截流水力控制、导截流过程灾害预测控制等新问题,经过长达28a的系统研究,解决了大型梯级水利水电工程施工导截流水力控制和灾害减免的相关技术难题。包括:①构建了多梯级同建条件下施工导流系统风险评估模型和基于水文实时监测预报的截流标准决策模型,提出了满足安全性、经济性要求的标准优选方法,修订了施工导流设计规范;②揭示了陡坡隧洞易发生明满交替流等不良水力特性的成因及机制,提出了进口隔流浮堤消涡、锐缘进口减免明满交替流、出口压坡增压等复合式水力控制技术,保障了隧洞运行安全,提出的钢筋笼柔性毯和过水围堰分级整流防护新技术,解决了大流量、深厚覆盖层条件下度汛安全难题;③提出了考虑水深、流速分布、河床糙度、绕流系数影响的天然截流块体稳定实用计算公式以及六面体钢筋石笼人工截流块体稳定计算公式,计算精度更接近实际;④发明了内附透水反滤土工膜的四面体钢筋笼和圆柱线体新型截流材料;⑤提出了“水下宽戗堤”新技术,减轻了截流难度;⑥首次提出了高陡岸坡滑坡涌浪过程中第二次涌浪为首浪的论点,建立了首浪高度实用计算公式、涌浪产生与传播预测模型;⑦提出了土石围堰溃决过程与洪水演进高分辨率模拟技术。这些关键技术对于推动相关学科发展、加快水利水电行业科技进步起到了巨大作用。 展开更多
关键词 大型梯级水利水电工程 导截水力控制 灾害预测控制 交替 风险评估 水下宽戗堤 首浪高度 西部山区
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明满流耦合水动力模型在南水北调工程中的应用 预览 被引量:2
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作者 王衍超 金生 李娜 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期514-517,共4页
建立了适用于具有复杂内边界的、长距离调水明满流交替的一维非恒定流水力学系统,并基于明渠和管道连接的长距离输水工程,设计了既有明渠流又有压力流的耦合流动模型。为了精确模拟流动的水力特性,分析明满交替流对工程运行的安全性和... 建立了适用于具有复杂内边界的、长距离调水明满流交替的一维非恒定流水力学系统,并基于明渠和管道连接的长距离输水工程,设计了既有明渠流又有压力流的耦合流动模型。为了精确模拟流动的水力特性,分析明满交替流对工程运行的安全性和稳定性带来复杂的影响,采用圣维南方程组和Preissmann窄缝法计算了有压管流和自由表面流以及这两种状态的过渡流等问题,并加入水库、泵站、分水口、暗涵及闸堰等水工建筑物。利用该模型较好地解决了南水北调中线工程北京段遇到明满流耦合计算的问题。 展开更多
关键词 交替 圣维南方程 Preissmann窄缝法 非恒定 南水北调工程
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基于L—F狭缝法的变顶高尾水洞过渡过程计算 预览 被引量:3
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作者 树锦 袁健 《人民长江》 北大核心 2014年第1期73-76,共4页
水电站变顶高尾水洞常出现明满流交替的复杂流态。为研究变顶高尾水系统的过渡过程,提出了L—F狭缝计算方法,即通过狭缝模型,将明满两种流态采用同一方程组表示,再采用L—F格式离散建立差分方程组,结合边界、初始条件,即可用于明... 水电站变顶高尾水洞常出现明满流交替的复杂流态。为研究变顶高尾水系统的过渡过程,提出了L—F狭缝计算方法,即通过狭缝模型,将明满两种流态采用同一方程组表示,再采用L—F格式离散建立差分方程组,结合边界、初始条件,即可用于明满流的计算。以某大型水电站为实例进行数值模拟,并与实测数据进行比较。结果表明,计算模拟值与实测数据误差较小,证明该方法可模拟变顶高尾水洞的过渡过程,能较准确地反映系统的暂态特性。 展开更多
关键词 变顶高尾水洞 交替 L—F狭缝法 过渡过程
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多用途水工隧洞水力特性及运行方式研究 预览 被引量:2
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作者 王才欢 杜兰 +1 位作者 王兵 郭晓 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2014年第12期59-64,共6页
水利水电工程中的过水隧洞有导流洞、泄洪洞、放空洞以及发电引水洞等,它们各自具有一定的水流适用条件,对单一用途的水工隧洞,其洞内水流特性较容易把握。当由于技术、经济条件让一条隧洞具备多种用途时,隧洞将面临着不同运行阶段显著... 水利水电工程中的过水隧洞有导流洞、泄洪洞、放空洞以及发电引水洞等,它们各自具有一定的水流适用条件,对单一用途的水工隧洞,其洞内水流特性较容易把握。当由于技术、经济条件让一条隧洞具备多种用途时,隧洞将面临着不同运行阶段显著的水力差异性考验。结合某水利工程多用途水工隧洞水力模型试验,研究了集导流、泄洪、放空及发电引水等功能于一体的陡坡隧洞在不同运行阶段的相关水力特性。结果表明:当作为泄洪隧洞在正常工况下运用时,隧洞进口前和洞内流态均较正常,洞内最小压力满足水工隧洞设计规程要求;当作为导流隧洞和放空洞运用时,隧洞进口在一定水流条件下会形成吸气型立轴漩涡,并在洞内形成形态不断变化且不断溃灭的气囊,在较长的洞段及较大的流量区间内,洞内还会出现明满交替流以及发电支洞岔管引起的明流冲击波、水流折冲等不良流态,上述水流现象会引发洞壁的有害振动或空蚀破坏。通过试验优化,并结合隧洞末端工作闸门的合理调度,提出了多用途水工隧洞的安全运行方式。 展开更多
关键词 水工隧洞 分岔支洞 交替 漩涡 动水压力 闸门调度
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设置保水堰管涵输水系统的水力瞬变数值仿真 预览 被引量:10
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作者 杨开林 吴换营 蒋云怒 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期 306-311,共6页
为研究大型调水工程的水力瞬变过程,采用明渠非恒定流方程及Preissiman方法模拟无压管涵非恒定流、有压管涵水击和明满交替流,提出了设置保水堰的长距离管涵输水系统的水力学仿真模型。所建立的数值模型可模拟包括管涵明满交替和保水... 为研究大型调水工程的水力瞬变过程,采用明渠非恒定流方程及Preissiman方法模拟无压管涵非恒定流、有压管涵水击和明满交替流,提出了设置保水堰的长距离管涵输水系统的水力学仿真模型。所建立的数值模型可模拟包括管涵明满交替和保水堰跌水等复杂的水流现象。数值仿真结果表明,在检修闸门和下游管涵之间设置保水堰,可以调节输水管道内的压力,避免紧急启闭时发生液柱分离以及检修闸门突然关闭时因明满流交替而产生强烈的冲击水压。 展开更多
关键词 保水堰 管涵输水 非恒定 水击 交替
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明满交替流数值模拟中的精细积分法 预览 被引量:2
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作者 郭晓晨 周玉文 《水动力学研究与进展:A辑》 CSCD 北大核心 2006年第4期 533-537,共5页
建立具有统一形式的明满交替流控制方程。由于系统阵刚性而导致明满交替流数值模拟的计算精度低和收敛性差。在交错网格上对控制方程进行空间上的数值离散后,加入伪时间导数项进行预处理,改善系统阵的刚性。通过采用系统阵增维的方法... 建立具有统一形式的明满交替流控制方程。由于系统阵刚性而导致明满交替流数值模拟的计算精度低和收敛性差。在交错网格上对控制方程进行空间上的数值离散后,加入伪时间导数项进行预处理,改善系统阵的刚性。通过采用系统阵增维的方法将非齐次状态空间方程转化为齐次方程,避免了矩阵求逆运算,增强计算的稳定性;预处理后系统方程每一个物理时间步的求解都相当于一个稳态问题,需要花费大量的计算时间,借助于精细积分法可以采用大步长的优势来加快求解速度。有效地解决了明满交替流建模中由于刚性而引起的数值稳定性问题和预处理引起的积分时间较慢的问题。而且这一方法具有程序容易实现的优点。 展开更多
关键词 交替 预处理 精细积分
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