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摘要:混凝土坝溃决一般在极短时间内发生,以往研究很少考虑其溃决过程和溃决方式.根据混凝土坝结构特征和受力特点,假定了滑动式、倾倒式、开门式3种可能的溃决方式,通过物理模型试验研究了3种溃决方式的溃口水力学特征,并同经验瞬溃计算结果进行了比较.成果表明:溃口峰值流量试验值一般比计算值要小,3种溃决方式中,滑动式溃口峰值流量最大,危害最大.试验考虑了混凝土的溃决过程和溃决方式对溃口水流特征的作用,可为经验公式修订和溃坝机理研究提供指导.
摘要:拖曳力系数是研究块体在水流作用下稳定性的重要参数,以往的研究较少考虑空隙的影响.建立了水流作用下具有一定空隙率的正六面体钢筋石笼稳定性的数值计算模型,并通过物理模型试验进行了验证,证明其具有较好的计算精度.在此基础上,通过对不同空隙率的钢筋石笼的计算表明:空隙率越大,拖曳力系数越小,钢筋石笼稳定性越好.拟合得到了拖曳力系数与空隙率之间的关系式,对常用的起动流速公式进行了修正,并得到了物理模型的验证,可用于正六面体钢筋石笼的抗冲稳定计算.
摘要:钢筋石笼是截流、堵口和护岸工程中常用的一种人工材料,探索钢筋石笼的稳定性机理对指导其合理应用具有重要的意义.为研究空隙率对钢筋石笼稳定性的影响,针对不同形状及不同空隙率的钢筋石笼进行了起动试验,拟合提出了考虑其空隙率的钢筋石笼起动流速公式,对块体抗冲流速经典公式进行了补充和完善.研究表明:在其它影响因素相同的情况下,钢筋石笼的空隙率越大越稳定,且不同形状的钢筋石笼的稳定性有所不同.最终得到了包含大小、密度、形状、相对粗糙度等因子的钢筋石笼起动流速计算公式,经试验验证该公式具有较好的计算精度.
摘要:为获得较合理的溃口流量过程线,从混凝土坝溃决的基本特点出发,假定其溃决过程为以坝基中心线为轴,坝体整体向后倾倒.对该溃决方式进行水动力分析,得到混凝土坝倾倒过程的溃口流量计算公式,并以此计算公式结合概化典型流量过程线法得到了新的溃口流量计算方法.以某工程为例,得出该计算方法与经典的混凝土坝瞬溃计算方法所得溃口流量过程线整体一致,但开始阶段更符合实际情况.新的渍口流量计算方法可为类似工程的大坝溃口流量分析提供参考.
[硕士论文] 张田甜
水利工程 三峡大学 2017(学位年度)
摘要:钢筋石笼是截流、堵口和护岸工程中常使用的一种人工材料,探索钢筋石笼的稳定性机理对指导其合理应用具有重要的意义。本文主要考虑空隙率对钢筋石笼稳定性的影响,针对不同形状及不同空隙率的钢筋石笼进行了起动试验,对块体抗冲流速经典公式进行了补充和完善。[53]最终得到了考虑钢筋石笼的体积、形状、空隙率的钢筋石笼起动流速计算公式,经试验验证该公式具有较好的计算精度,具有较好的应用价值。通过建立数值模型计算,研究了钢筋石笼的形状和空隙率对其周围的流速分布、压力场和紊动能的影响,并对钢筋石笼的稳定性机理进行了分析,探讨空隙率对拖曳力系数CD的影响,得出了不同空隙率的钢筋石笼的起动流速与其质量的关系曲线,对工程实际有一定指导意义。总体得出以下结论:
  1)不同形状和大小的钢筋石笼的综合稳定系数随其空隙率的增大而增大的规律相似;形状相同的钢筋石笼,体积较大的,综合稳定系数也较大。
  2)钢筋石笼的起动流速与其空隙率系数N成正比,N与钢筋石笼的空隙率n及形状有关,如:
  N=2n(钢筋石笼为正六面体)
  nN=1.7(钢筋石笼为正四面体)
  nN=2.1(钢筋石笼为圆台型)
  3)数值计算表明,动水中钢筋石笼一般空隙率越大,钢筋石笼紊动能越小;而其迎水面所受动水压强减小,稳定性增加。
  4)钢筋石笼的形状,对速度场云图、紊动能以及迎水面中心点处动水压强也有影响。正四面体相对于其他形状的石笼,对后部流态影响更大,流态更加复杂,且因正四面体为锐缘角,紊动能最大;迎水面中心处所受动水压力是最小。
  5)空隙率会对拖曳力系数C D产生影响,随着空隙率的增大,拖曳力系数减小。具体的空隙率n与拖曳力系数CD的关系由MATLAB拟合得出0.3Cd0.9n。
  6)在同一起动流速,钢筋石笼空隙率越大,所需的质量越小;也即,相同质量的钢筋石笼,空隙率越大,能够抵抗的流速越大,越稳定。
摘要:在河弯处修建水工建筑物时,研究弯道水流特性对水工建筑物布置的影响十分重要.采用RNC κ-ε紊流模型对急弯段闸孔出流的弯道水流进行了三维数值模拟.通过模拟计算,比较分析了急弯段不同闸位、不同流量条件下闸孔过流时的流速分布、紊流动能、压强分布和环流等相关水流特性与变化规律.分析研究结果表明,闸坝位于弯道上游时,弯道对闸坝过流的影响最小,但需对闸坝下流弯道凸岸岸坡附近区域采取一定的防护措施;闸坝布置在弯道中游时,过闸水流受弯道的影响最小,闸室水流的稳定性、闸门的工作安全以及闸墩的空蚀破坏都是实际工程中需要注意的重点.数值模拟验证与物理模型试验结果吻合较好,计算精度较高,能够满足相关计算研究要求.
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