在中小河流核心区修建液压坝群是实现生态修复的重要措施,由此带来的河道行洪及液压坝群的经济、合理运行问题值得深入研究。基于Delft3d开源软件,建立了汾河核心区(二坝-义堂)水流运动二维数值模型,分别模拟了2(选取了两场洪水)、5、10年三种不同频率洪水,分析了不同运行工况下15座液压坝对洪水演进的影响,重点分析了对流场特性、水位变化的影响。结果表明,该模型可精确模拟液压坝群对洪水演进的影响;边滩坝对水位影响较小;对10、5年一遇洪水,应将15座坝的主槽坝全部塌坝行洪;对于2年一遇洪水,奇数断面的坝应竖起,偶数断面的主槽坝塌坝为比较经济、安全的运行方案。

数字插装式调速器作为水轮机调速器控制的一个新方向,已在工程实践中得到了较好的应用,但相关理论和工程应用研究偏少。因此,采用理论和工程应用相结合的方式,论述了数字插装式水轮机调速器在工程应用中重点关注的闭环功率调节、孤网运行、贯流式机组甩负荷低频灭磁和过速等方面的控制策略和规律,总结了数字插装式调速器的工程应用情况,对于解决调速器工程应用中的相关问题有较好借鉴意义。

为分析中亚某水电站水轮机分段关闭装置误投故障的原因,通过介绍调速器机械液压控制系统的结构及原理,并分析机械液压系统油路,发现事故配压阀动作后由于压力油供油管内流速过快,致使分段关闭装置的控制腔压力降低而误动,因接力器关闭时间过长导致水轮发电机组转速过高。提出将分段关闭装置控制压力油的取油口从事故配压阀主压力油供油管移至调速器系统储能罐上的方案,通过效果测试证明了该方案的可行性。

为解决新型液压闸门在现实环境下难以制造、试验、调试等问题,基于数字孪生仿真平台对历史闸门运行数据进行分析并传递,通过数值模拟仿真分析设计闸门在静水压力下不同子闸门开度的闸门整体应力、变形变化,同时分析在空气中及流固耦合作用下闸门整体振动频率变化,并模拟了不同开度子闸门处的流体域流动状态。结果表明,随着子闸门开度的增加,闸门所受应力值在58~67.5 MPa之间变化,所受变形变化不明显;与空气中的闸门自振频率相比,流固耦合作用会适当降低闸门的自振频率;不同子闸门开度会影响流体域的流动状态,且开度增加会降低水体流速。研究结果为其在实际运行、维护及优化闸门性能提供一定的参考。

为探究液压夯实法加固土石坝的压实性能,基于动量守恒理论,设计开展分层液压夯实现场试验,研究分层液压夯实的压实特性,并优化工艺参数。研究结果表明,液压夯动应力沿深度按圆形均布荷载下地基附加应力分布,不同深度土体动应力随夯击次数增加而增大,至土体密实而趋于稳定;液压夯单次沉降量随夯击次数增加而减小,累计夯沉量随夯击次数增加逐渐增大并最终达到稳定值;液压夯主加固区为椭球形,增大单击夯击能可增加主加固区作用深度,提高土石坝有效压实深度;试验结果表明,土体初始干密度为1.79 g/cm3时,夯击能18、27、36 kJ最优夯击次数宜分别为6、6、9击,加固深度分别为1.9、2.1、2.3 m。研究成果可为工程实践提供参考。

针对振动台试验的缩尺模型往往频率很高，采用普通摄像机记录试验过程会丢失很多信息，无法将摄影测量应用于振动台动力模型试验中的问题，利用高速相机记录试验过程，并采用数字图像处理技术获得标示点处的物理量，与传统传感器比较表明，高速摄影测量是一种无接触、全局化、自动化程度高、精度满足试验要求的量测手段，并在Koyna重力坝振动台模型试验中取得了较好效果。

随着投产时间的推移,水电站轴承油槽盖密封被逐渐磨损,动静配合间隙增大,油雾逸出现象严重。为了探究磨损间隙和机组转速对油槽密封处油雾泄露的影响,建立了发电机推力轴承油槽密封几何模型,应用SSTκ-ω湍流模型,对不同间隙(0.2~2.0 mm)、不同转速(100~500 r/min)下油雾的泄露情况进行稳态数值模拟计算。结果表明,建立泄漏量、间隙值及转速三者之间的函数关系表达式,可发现间隙值对油雾泄漏量的影响比转速高;间隙增加后,密封齿的节流作用减弱,密封进口压力降低,加剧了油槽盖顶部的油雾泄露;进、出口处的流速随间隙值的增加而增大,当间隙值由0.2 mm增加至2.0 mm时,进口速度由20 m/s增加到113 m/s,出口速度由76 m/s增加到144 m/s,泄漏量由0.0344 kg/s增加到0.0538 kg/s。该研究可为水电站轴承油槽密封结构的优化、电站运行策略的制定及密封性能的判断提供一定...

针对一次二阶矩法需对极限状态方程求导,且求解非线性问题时收敛性较差的不足,提出了一种基于大标量分布估计算法改进的细菌觅食算法(LSEDA-BFO)的可靠性分析方法。首先,通过可靠性分析理论建立优化模型;其次,采用增广乘子法将该约束优化问题转化为无约束优化问题;然后,通过基于高斯—莱维混合分布(Gauss-Lévy)的分布估计算法改进细菌觅食算法;最后,通过改进的细菌觅食算法求解优化模型。通过三峡船闸电机—油泵联轴器的实例计算表明,与直接抽样法和拉丁超立方模拟法相比,基于LSEDA-BFO算法的可靠性分析方法的函数调用次数少于两种蒙特卡罗模拟法,且效率更高、可靠指标的方差更小。

鉴于当前水电站球阀液压系统设计仍沿用国外设计凭经验修改缺乏科学依据设计冗余度较大针对球阀液压系统各元件建立数值计算模型库并结合液压元件动力特性试验数据确定各模型参数。根据水电站球阀液压控制系统实际工作过程及要求建立数值计算模型获得球阀典型工作过程中液压系统各元件及节点参数的动态变化过程在此基础上分析管道长度对系统动态特性的影响。结果表明该建模及计算方法可为水电站球阀液压控制系统的精确设计和元件参数的合理选取提供理论依据。

以YB355—2液力变矩器为例，针对变矩器内流场复杂、计算难度大的问题，利用Solidworks软件对液力变矩器内部流动计算域进行三维建模，并应用Fluent软件，将分块计算法与混合平面法相结合，模拟计算了液力变矩器的内部流场及各叶轮与整体性能参数，分析了流动特征。结果表明，该方法精度较高，与实际性能指标接近。对研制新型液力变矩器有指导意义。