隔板竖缝式鱼道池室水流条件模型试验研究 被引量：2

1

作者 郭超 赵凯 +1 位作者 刘菁 胡彧元 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第2期25-30,共6页

鱼道能够帮助洄游鱼类上下行通过大坝等障碍物,顺利到达繁殖地、索饵场等,完成鱼类生殖洄游过程。隔板竖缝式鱼道是国内常见的鱼道形式,依托了某航运枢纽工程隔板竖缝式鱼道进行了该类型鱼道池室水流条件模型试验研究。该鱼道最大设计... 鱼道能够帮助洄游鱼类上下行通过大坝等障碍物,顺利到达繁殖地、索饵场等,完成鱼类生殖洄游过程。隔板竖缝式鱼道是国内常见的鱼道形式,依托了某航运枢纽工程隔板竖缝式鱼道进行了该类型鱼道池室水流条件模型试验研究。该鱼道最大设计运行水头6.8 m,主要过鱼对象为四大家鱼。鱼道设计流速为0.8~1.0 m/s。鱼道普通池长3.6m,净宽3.0 m,隔板竖缝宽度0.45 m,采用“L”型隔板型式。直段休息池长度增加为9.0 m,鱼道宽度及隔板型式不变。普通池室纵坡为1∶80,休息池纵坡为0。鱼道池室设计水深为2.0 m。通过建立1∶5的大比尺鱼道局部水工物理模型,采用旋桨流速仪对不同布置方案下的鱼道竖缝流速进行了测量,采用ADV(多普勒流速仪)和PIV(粒子图像测速仪)等多种流速测量技术手段,对不同布置方案下的鱼道池室内水流流速及流态进行了分析。物理模型中悬桨流速仪实测鱼道隔板竖缝最大流速为0.95 m/s,小于本鱼道最大设计流速,实测鱼道最大流量为0.69 m^(3)/s。ADV和PIV实测池室内最大流速值位于隔板竖缝主流中心,约为0.94 m/s。池室竖缝出流流向明确,竖缝出口附近最大流速约为0.6 m/s,水流主流在池室内成相对较缓的“S”形流线。上溯鱼类通过竖缝进入池室后,有明确的水流引导鱼类沿主流进入池室左侧进行休息调整。在已建立的1∶5的鱼道局部物理模型上进行放鱼试验,观察到鱼类在池室内顶着主流方向以冲刺的方式向上游动通过竖缝。当鱼类上溯疲劳时,停留在休息池隔板下游侧的低流速回流区进行休息,整体而言上溯过程顺利,说明在现布置条件下,鱼道池室和竖缝尺寸、普通池室和休息池底坡的设计合理。 展开更多

关键词 鱼道 隔板竖缝式 池室 物理模型试验 水流流态

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水力式升船机整体联通竖井水位同步性研究

2

作者 薛淑 吴洪伏 +2 位作者 李中华 李军 李广德 《水利水运工程学报》 北大核心 2025年第1期68-75,共8页

随着水力式升船机提升高度的增加,竖井水位同步问题将更加凸显,竖井水位同步性是升船机安全运行的关键技术难题,对其开展研究非常必要。基于“纵向长廊道输水系统+整体联通竖井”水力驱动系统设计理念,建立了水力式升船机1∶30概化物理... 随着水力式升船机提升高度的增加,竖井水位同步问题将更加凸显,竖井水位同步性是升船机安全运行的关键技术难题,对其开展研究非常必要。基于“纵向长廊道输水系统+整体联通竖井”水力驱动系统设计理念,建立了水力式升船机1∶30概化物理模型,摸清非恒定流作用下该新型水力驱动系统竖井水位变化的基本规律,分析了竖井初始水深、输水流量两项关键因素对竖井水位同步性的影响。试验结果表明:在充水初期,水面在整体连通的竖井内形成纵向坡降,经历往复振荡后衰减;平衡重参与运行后,发挥了整流作用,有利于减小竖井水面坡降、大幅缩短了振荡衰减时间,整个输水过程中竖井水位同步性高,各平衡重受力均匀;在初始水深大于15 m的条件下,新型水力驱动系统能够满足百米级提升高度的水力式升船机竖井水位同步要求。 展开更多

关键词 水力式升船机 联通竖井 水位同步性 水力坡降

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贵港二线船闸下引航道物理模型试验研究 被引量：26

3

作者 徐进超 宣国祥 +2 位作者 刘本芹 黄岳 祝龙 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期9-13,共5页

引航道及口门区通航水流条件一直是多线船闸并列布置中十分重视的问题,如布置和运行控制不当,容易导致相关安全问题。建立了1∶100的贵港枢纽下游及船闸引航道物理模型,研究贵港二线船闸的布置方案及其对引航道和口门区水流条件的影响... 引航道及口门区通航水流条件一直是多线船闸并列布置中十分重视的问题,如布置和运行控制不当,容易导致相关安全问题。建立了1∶100的贵港枢纽下游及船闸引航道物理模型,研究贵港二线船闸的布置方案及其对引航道和口门区水流条件的影响。结合贵港枢纽的特点,分析枢纽不同泄流条件下,二线船闸原布置方案中引航道、一线船闸停泊段及口门区的流速大小,得到影响船闸引航道水流条件的控制工况;在此基础上,提出了优化布置方案,对不同布置长度及透空方式下引航道的水流条件进行了对比分析。根据研究成果,推荐二线船闸下引航道内采用隔流墙,布置长度为135 m,底部不透空或透空高度小于0.50 m的方案。研究成果为贵港二线船闸的优化设计提供了参考。 展开更多

关键词 贵港枢纽 引航道 口门区 物理模型试验 水流条件

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高水头船闸阀门顶缝空化切片试验研究 被引量：11

4

作者 王新 胡亚安 +2 位作者 严秀俊 吴波 钱文勋 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期14-19,共6页

针对日益严峻的高水头单级船闸阀门顶缝空化问题,采用能够真实反映缝隙流特性的1∶1切片模型试验,研究阀门顶缝空化特性及门楣自然通气防空化机理。研究表明,随着空化的发展,缝隙段依次发生喉口跌坎空化、主流中心空化和阀门面板空化,... 针对日益严峻的高水头单级船闸阀门顶缝空化问题,采用能够真实反映缝隙流特性的1∶1切片模型试验,研究阀门顶缝空化特性及门楣自然通气防空化机理。研究表明,随着空化的发展,缝隙段依次发生喉口跌坎空化、主流中心空化和阀门面板空化,缝隙段负压区不断延伸,直至整个缝隙段达到稳定的-10 m水柱负压,压力脉动很小;门楣自然通气通过增加缝隙段压力,消除主流中心空化和阀门面板空化,抑制喉口跌坎空化。当采用门楣自然通气措施后,缝隙段压力稳定在-2 m水柱左右,空化消失,缝隙段水流脉动压力增大;缝隙段压力与单宽通气量近似二次多项式关系,通气量极值对应的缝隙段压力约-2 m水柱,此时缝隙段压力与通气量达到平衡状态,当缝隙段压力逐渐升高时,门楣通气量逐渐降低,直至自然通气停止。 展开更多

关键词 高水头船闸 阀门 顶缝空化 自然通气 切片试验

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下水式钢丝绳卷扬垂直提升升船机水力特性研究综述 被引量：9

5

作者 王敬鹏 胡亚安 李中华 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2013年第3期83-91,共9页

下水式升船机可适应较大的水位变幅及较快的水位变率.我国中西部地区河流具有水量及水位随季节变化大、河势狭窄等特点,因此下水式升船机有较广阔的应用前景.主要针对岩滩、构皮滩升船机的研究成果,首先总结了下水式钢丝绳卷扬垂直提升... 下水式升船机可适应较大的水位变幅及较快的水位变率.我国中西部地区河流具有水量及水位随季节变化大、河势狭窄等特点,因此下水式升船机有较广阔的应用前景.主要针对岩滩、构皮滩升船机的研究成果,首先总结了下水式钢丝绳卷扬垂直提升升船机的特点、运行方式、船厢出入水过程中所涉及到的水动力特性;其次,概述了船厢出入水过程中船厢内以及船池内水体的波动特性,以及前人所进行的理论分析及公式推导;最后,综述了船厢出入水时,前人关于船厢附加水动力荷载产生机理的探讨以及为降低附加水动力荷载而采取的工程措施及其效果,总结了相关的经验公式.此外,提出了下一阶段需要研究的重点问题,如船厢出入水过程升船机水动力特性规律性的研究;数值模拟计算研究;结合物理模型,深入探讨船厢受力、船厢运行平稳性以及提升系统荷载的变化特性等. 展开更多

关键词 钢丝绳卷扬提升 下水式升船机 水力特性 综述

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双线互输水船闸剩余水头优化研究 被引量：7

6

作者 吴波 李文轩 +1 位作者 傅陆志丹 赵宇航 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期61-67,共7页

为定量分析双线互输水船闸剩余水头与船闸输水时间的关系,基于船闸输水系统非恒定总流能量方程和连续性方程,建立了一元船闸充、泄水数学模型。以广西长洲枢纽三、四线船闸为例,用原型观测数据验证了数学模型的可靠性。重点研究双线互... 为定量分析双线互输水船闸剩余水头与船闸输水时间的关系,基于船闸输水系统非恒定总流能量方程和连续性方程,建立了一元船闸充、泄水数学模型。以广西长洲枢纽三、四线船闸为例,用原型观测数据验证了数学模型的可靠性。重点研究双线互输水船闸的输水系统水力学,揭示剩余水头与输水时间和省水率的关系。研究表明,随着剩余水头减小,船闸输水时间不断增加,同时因联通阀门关闭时间较长,在阀门关闭末期,充水闸室水位高于泄水闸室水位,从而出现倒流现象,船闸省水率增至0.5后又降低。故从省水角度出发,剩余水头取4 m为最优。综合考虑省水率与输水时间的矛盾,从而提出省水率与输水时间在剩余水头选取上的权重问题,为优化双线互输水船闸剩余水头提供参考。 展开更多

关键词 省水船闸 双线互输水船闸 剩余水头 省水率

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三峡枢纽下游引航道水力波动叠加效应研究 被引量：2

7

作者 程龙 李云 安建峰 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期1-8,共8页

为深入探索三峡枢纽运行产生的水力波动在下游引航道内的叠加规律,从明渠非恒定流基本方程出发,建立三峡-葛洲坝两坝间河道及三峡枢纽下游引航道的Preissmann四点隐式差分格式数学模型,研究引航道内波动叠加规律,分析河道基流和初始水... 为深入探索三峡枢纽运行产生的水力波动在下游引航道内的叠加规律,从明渠非恒定流基本方程出发,建立三峡-葛洲坝两坝间河道及三峡枢纽下游引航道的Preissmann四点隐式差分格式数学模型,研究引航道内波动叠加规律,分析河道基流和初始水位对波动特性的影响,并对葛洲坝枢纽流量不变和敞泄时三峡枢纽下游引航道口门和升船机下闸首的水位波动过程进行了回归分析。研究表明:引航道口门的波动过程主要由两坝间净流量所引起的平均涨水过程和以其为平衡轴的振荡过程叠加而成,升船机下闸首水位波动过程则表现为引航道口门波动过程和引航道内往复波流的叠加,其相对波动幅值的衰减过程基本符合指数规律。回归分析得到的表达式,能有效获得引航道水位波动过程,具有较高的模拟精度。 展开更多

关键词 三峡枢纽 引航道 水力波动 叠加

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水力式升船机控制阀门选型水力特性试验研究 被引量：3

8

作者 王蛟 胡亚安 +2 位作者 严秀俊 吴波 张绪进 《水利水电技术》 北大核心 2020年第12期125-132,共8页

为满足水力式升船机向巨型化发展的需求,进一步开展其控制阀门的选型研究十分必要。本文针对较为适应水力式升船机运行特性的两类工业阀门——活塞式调流阀与固定式锥形阀,研制了一种工业阀门水力特性试验装置,进行了系统全面的水力特... 为满足水力式升船机向巨型化发展的需求,进一步开展其控制阀门的选型研究十分必要。本文针对较为适应水力式升船机运行特性的两类工业阀门——活塞式调流阀与固定式锥形阀,研制了一种工业阀门水力特性试验装置,进行了系统全面的水力特性对比试验研究。研究成果表明,锥形阀的泄流能力明显优于活塞阀,流量系数随开度变化的线性度更高。两类阀门均以雾状空化为主,活塞阀对冲出流容易形成漩涡空化,对管壁的空蚀作用更强;锥形阀出流较均匀,流场结构更简单稳定。等流量系数下,两类阀门的抗空化性能差异不大,说明锥形阀近似于通过降低抗空化性能换取了更高的泄流能力。相同试验条件下,锥形阀阀后管壁沿程时均压力更高,压力脉动更弱。可见,锥形阀的综合水力特性优于活塞阀,更为适应未来水力式升船机的发展需求。 展开更多

关键词 水力式升船机 控制阀门 物模试验 流量系数 空化数 管壁压力

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水力式升船机控制阀门水力特性试验研究 被引量：1

9

作者 王蛟 胡亚安 +1 位作者 严秀俊 刘精凯 《人民长江》 北大核心 2021年第6期167-171,共5页

控制阀门是水力式升船机所特有的核心设备,深入全面地掌握其内部及附近的水力特性,关乎水力式升船机的运行效率及安全。针对世界上第一座水力式升船机的控制阀门--活塞式调流阀,通过物理模型试验进行了不同开度、背压、压差条件下的水... 控制阀门是水力式升船机所特有的核心设备,深入全面地掌握其内部及附近的水力特性,关乎水力式升船机的运行效率及安全。针对世界上第一座水力式升船机的控制阀门--活塞式调流阀,通过物理模型试验进行了不同开度、背压、压差条件下的水力特性试验研究,重点关注阀门的流量特性、空化特性以及阀后管壁压力特性。研究结果表明:活塞阀控流精确,可将空化限制在阀口及以外,对阀门自身保护较好;但在小开度时过流能力偏低、流态不稳定、阀后管壁压力受流场影响明显,不利于管道安全。 展开更多

关键词 活塞式调流阀 水力特性 物理模型试验 流量系数 空化数 流场结构 水力式升船机

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大型升船机船厢出入水受力特性原型观测 被引量：12

10

作者 王新 胡亚安 +1 位作者 李中华 严秀俊 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期1-8,共8页

船厢出入水过程中复杂的流固耦合作用是下水式升船机关键技术问题。针对目前世界上最大的船厢下水式升船机——景洪水力式升船机船厢出入水过程中的力学问题,首次通过系统的原型观测,研究揭示船厢出入水过程中厢体的受力变形特性、船厢... 船厢出入水过程中复杂的流固耦合作用是下水式升船机关键技术问题。针对目前世界上最大的船厢下水式升船机——景洪水力式升船机船厢出入水过程中的力学问题,首次通过系统的原型观测,研究揭示船厢出入水过程中厢体的受力变形特性、船厢的倾斜量及同步轴扭矩的变化规律、船厢的振动响应与噪声及附加水动力荷载特性,并探讨了船厢出入水运行速度的影响。观测结果表明,船厢入水过程中由于船厢侧荷载发生显著变化,船厢发生最大弯曲变形约2.7cm,船厢纵倾增大不足20mm,最大扭矩变化162kN·m,船厢振动、噪声、吸附力均不大;不同速度出入水,各项参数变化规律一致,但随速度增大,各参数呈增大趋势;船厢出水后能够完全恢复到入水前状态,出入水过程稳定收敛,船厢出水启动瞬间和船厢底铺板脱离水面时刻是出入水过程的关键节点,各项参数变化迅速。观测结果不仅为景洪升船机安全运行提供依据,也为其他下水式升船机设计提供参考。 展开更多

关键词 下水式升船机 船厢 出入水 受力特性 原型观测

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船舶进出闸室对系缆力的影响 被引量：1

11

作者 黄岳 宣国祥 +2 位作者 徐进超 张陆陈 金英 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期50-54,共5页

船舶进、出闸室时,船行波在闸室内引起较大水面波动,造成闸室内系缆船舶的系缆力增大,影响闸室内的船舶停泊安全;大型船舶进、出闸室时,产生的船形波作用更强,对系缆船舶的系缆力影响更大。通过1∶36.3三峡船闸的物理模型和相同比尺5 00... 船舶进、出闸室时,船行波在闸室内引起较大水面波动,造成闸室内系缆船舶的系缆力增大,影响闸室内的船舶停泊安全;大型船舶进、出闸室时,产生的船形波作用更强,对系缆船舶的系缆力影响更大。通过1∶36.3三峡船闸的物理模型和相同比尺5 000 t级典型大型船舶模型,采用系列物理模型试验,对船舶进出船闸时闸室内系缆船舶的系缆力进行了研究。研究结果表明,闸室内有系缆船舶时,船舶进、出闸的航行速度对系缆船舶的系缆力影响很大,进、出闸速度越快,其系缆力也越大。三峡船闸中,当水深5.5 m,闸室内有系缆船舶,大型船舶偏航进、出闸室时,为保证船舶停泊安全,航行船舶的进、出闸速度宜小于0.5 m/s。 展开更多

关键词 船闸 大型船舶 船行波 系缆力 模型试验

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泄水闸泄流方式对引航道口门区水流的影响 被引量：7

12

作者 李茜希 韩昌海 汪罗 《水电能源科学》 北大核心 2018年第2期128-131,共4页

引航道口门区通航水流条件作为制约枢纽航运效益发挥的重要因素,受到泄水闸泄水方式、电站日调节方式、引航道尺寸等多方面的影响。基于SMS软件,对橄榄坝枢纽建立概化模型,提出流量分布不均匀系数K,推导并验证临界不均匀系数Kr的计算公... 引航道口门区通航水流条件作为制约枢纽航运效益发挥的重要因素,受到泄水闸泄水方式、电站日调节方式、引航道尺寸等多方面的影响。基于SMS软件,对橄榄坝枢纽建立概化模型,提出流量分布不均匀系数K,推导并验证临界不均匀系数Kr的计算公式,分析下泄水流主流位于不同区域及不同主流强度时口门区最大回流流速变化规律。结果表明,当K≤K_r,主流远离船闸区域时产生的最大回流流速大于主流位于中间区域时产生的最大回流流速;当K>K_r,主流位于中间区域时产生的最大回流流速大于主流远离船闸区域时产生的最大回流流速。 展开更多

关键词 数值模拟 口门区 通航条件 泄流方式

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