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弧形闸门支臂结构空间有限元分析原则研究 被引量:6
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作者 张雪才 陈丽晔 +2 位作者 姚宏超 周伟 王正中 《水力发电》 CAS 2021年第7期73-82,共10页
为确保有限元法在闸门支臂结构设计中有规可依且科学高效应用、克服设计过程中的随意性问题,对闸门支臂结构几何建模、网格划分、边界条件、荷载施加、分析计算、结果评价等方面进行系统研究。从弧形闸门支臂结构的稳定分析入手,综合运... 为确保有限元法在闸门支臂结构设计中有规可依且科学高效应用、克服设计过程中的随意性问题,对闸门支臂结构几何建模、网格划分、边界条件、荷载施加、分析计算、结果评价等方面进行系统研究。从弧形闸门支臂结构的稳定分析入手,综合运用有限元法与稳定理论对支臂结构的稳定性进行探究。研究发现:当采用常用的梁单元模拟支臂结构时,支臂结构的有限元分析结果由其网格数决定,合理网格数为20到40;考虑初始缺陷、几何和材料双重非线性的有限元法可准确快捷得到支臂结构的稳定临界荷载,线性有限元法一般偏大30%到297.29%。通过有限元分析原则的制定可为闸门结构的有限元分析评价提供安全高效的分析规则,为应用有限元法进行闸门设计奠定技术基础,进一步推动闸门设计规范颁布实施有限元分析的具体标准,提高闸门设计的质量和效率,推广有限元法在闸门设计中的应用。 展开更多
关键词 弧形闸门 空间有限元法 分析原则 非线性分析 支臂稳定
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基于能值水生态足迹模型的黄河流域水资源利用评价 被引量:17
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作者 王慧亮 李卓成 《水资源保护》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期147-152,共6页
为辨析黄河流域突出的水资源问题,科学分析流域水资源利用状况,将能值理论和水生态足迹法相结合,构建能值水生态足迹模型,计算和分析了黄河流域2011—2018年的能值水生态足迹、能值水生态承载力和水生态盈亏状况。结果表明:2011—2018... 为辨析黄河流域突出的水资源问题,科学分析流域水资源利用状况,将能值理论和水生态足迹法相结合,构建能值水生态足迹模型,计算和分析了黄河流域2011—2018年的能值水生态足迹、能值水生态承载力和水生态盈亏状况。结果表明:2011—2018年黄河流域能值水生态足迹呈平稳上升趋势,能值水生态承载力呈先下降后上升趋势,但历年能值水生态承载力均小于能值水生态足迹,流域水生态赤字没有改变;农业用水生态足迹在流域总能值水生态足迹中占比最大,而生态环境用水生态足迹占比最低;流域不同省(区)能值水生态足迹与承载力差异显著,除青海、四川和甘肃水生态盈余较大外,其余省(区)水资源利用呈不可持续状态。黄河流域水资源安全形势不乐观,应合理调度水资源和提升用水效率,促进流域社会、经济、环境的协调发展。 展开更多
关键词 水生态足迹 能值 水资源利用 黄河流域
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基于能值理论的黄河流域水资源生态经济系统可持续性评价 被引量:33
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作者 王慧亮 申言霞 +1 位作者 李卓成 王煜 《水资源保护》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期12-17,共6页
以生态经济学的能值理论为基础,视水资源生态经济系统为有机整体,从系统能值流、经济发展能值、水资源能值和流域可持续发展能值4个方面,构建了包含13个指标的黄河流域水资源生态经济可持续发展评价指标体系,评价了黄河流域沿岸各省区... 以生态经济学的能值理论为基础,视水资源生态经济系统为有机整体,从系统能值流、经济发展能值、水资源能值和流域可持续发展能值4个方面,构建了包含13个指标的黄河流域水资源生态经济可持续发展评价指标体系,评价了黄河流域沿岸各省区的水资源开发利用状况、经济发展状况及水资源生态经济系统的可持续发展状况。结果表明:黄河流域属于资源消耗型生态经济模式,黄河上游的社会经济发展和现代化程度较黄河下游低;黄河流域水资源能值利用强度与经济发展水平相匹配,但是与水资源对社会经济系统的贡献率不匹配,需要进一步优化水资源配置;黄河流域地区环境压力巨大,可持续发展水平较低,应加大可更新资源的投入,以实现系统的可持续发展。 展开更多
关键词 能值理论 水资源生态经济系统 可持续发展 黄河流域
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水工闸门面板结构空间有限元分析原则 被引量:7
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作者 张雪才 杨顺群 +1 位作者 侯庆宏 王正中 《水力发电》 CAS 2021年第10期61-70,共10页
针对采用现行闸门规范设计高水头大泄量闸门面板不尽合理且偏危险的问题,采用有限元法分别对有解析解的四边简支、四边固支的正方形和矩形板中心挠度进行系统求解,并与基于Kirchhoff-Love薄板理论和基于Mindlin-Reissner中厚板理论的解... 针对采用现行闸门规范设计高水头大泄量闸门面板不尽合理且偏危险的问题,采用有限元法分别对有解析解的四边简支、四边固支的正方形和矩形板中心挠度进行系统求解,并与基于Kirchhoff-Love薄板理论和基于Mindlin-Reissner中厚板理论的解析解对比。研究表明:有限元分析时单元类型和单元网格数对面板区格的计算结果有较大影响,且当面板区格各边单位长度网格数不少于4份或单元尺寸长度在0.03~0.25 m时,可满足计算精度和效率的统一;采用基于Kirchhoff-Love的薄板理论计算中厚面板区格中心挠度时,得到的结果比真实结果偏小18.67%,采用基于Mindlin-Reissner的中厚板理论对中厚面板区格进行计算时误差仅0.5%;采用中厚板理论和具有横向剪切变形功能的单元类型的有限元法可对中厚板和薄板类型的闸门面板进行合理设计,而不具有横向剪切变形功能单元类型的有限元法仅适用薄板类型的闸门面板。研究可为空间有限元法在闸门分析中的推广应用奠定技术基础,为闸门设计规范的修订完善提供理论基础。 展开更多
关键词 水工闸门 薄面板区格 中厚面板区格 有限元分析原则 理论基础
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基于天然水文情势的水库调度规则研究 被引量:5
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作者 尚文绣 王远见 贾冬梅 《人民黄河》 CAS 北大核心 2019年第6期34-37,共4页
为了在水库生态调度中模拟天然水文情势,基于水文情势的主要特征设计了15个水文情势评价指标,并将某应用于水库生态调度模型的目标函数中;基于水文分期特征将水文年划分为不同时段,提出了参考各时段实时可利用水量的水库生态供水规则;... 为了在水库生态调度中模拟天然水文情势,基于水文情势的主要特征设计了15个水文情势评价指标,并将某应用于水库生态调度模型的目标函数中;基于水文分期特征将水文年划分为不同时段,提出了参考各时段实时可利用水量的水库生态供水规则;通过分层分解水库不同供水任务,降低了水库生态调度模型求解的复杂程度,并将模型应用于万家寨水库。结果显示:①本文设计的水文情势评价指标及其在水库生态调度模型中的应用减少了生态供水与天然水文情势间的差异;②基于水文分期和实时水情的水库生态供水规则有效挖掘了生态供水潜力;③为了维护河流健康,万家寨水库上游水资源开发利用率不宜超过40%,而水资源开发利用率长期高于60%则会造成严重的生态破坏。 展开更多
关键词 水文情势 生态调度 调度规则 生态供水 万家寨水库
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基于短历时降雨数据的降雨输沙经验模型研究
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作者 陈松伟 王鹏 李超群 《人民黄河》 CAS 北大核心 2019年第6期1-5,25,共6页
"水文法"是目前分析黄河水沙变化原因的常用方法,而黄河泥沙多产生于黄土高原的暴雨洪水期,雨量集中、历时短、强度大,以往建立的降雨输沙模型中采用的降雨因子多基于日尺度降雨数据计算,不足以反映短历时的暴雨集中程度。基... "水文法"是目前分析黄河水沙变化原因的常用方法,而黄河泥沙多产生于黄土高原的暴雨洪水期,雨量集中、历时短、强度大,以往建立的降雨输沙模型中采用的降雨因子多基于日尺度降雨数据计算,不足以反映短历时的暴雨集中程度。基于无定河降雨摘录资料,以5 min为统计时段,采用动态泰森多边形法计算了短历时降雨特征指标,并通过MK法分析了降雨指标的变化趋势。采用双累积曲线法及MWP法等识别了无定河流域天然下垫面代表时期,构建了无定河流域天然时期降雨输沙经验模型,并与基于日降雨数据的天然输沙量计算结果进行对比。结果表明:①无定河流域0.1、0.4、0.5 mm/5 min等3种雨强以上降雨总量的变化趋势不显著;②1970年以前可作为无定河流域天然下垫面代表时期;③基于降雨摘录数据的降雨输沙模型更能体现黄土高原暴雨洪水的产沙特性。 展开更多
关键词 天然输沙量 MK法 MWP法 降雨输沙模型 降雨摘录数据 无定河流域
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基于毛细管连通率和水力迂曲度的碳酸盐岩渗透率分形模型
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作者 魏源 盛金昌 +5 位作者 郑惠峰 詹美礼 黄泰仁 王惠民 刘星星 罗玉龙 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期236-245,共10页
碳酸盐岩非匀质性强,孔隙结构呈现出连通率低、迂曲度高的典型特征。而以往的渗透率分形模型假设岩石孔隙由相互不干扰的毛细管束组成,忽略了复杂成岩过程中胶结作用导致的毛细管连通性降低和迂曲度增大的情况,难以准确评估低渗碳酸盐... 碳酸盐岩非匀质性强,孔隙结构呈现出连通率低、迂曲度高的典型特征。而以往的渗透率分形模型假设岩石孔隙由相互不干扰的毛细管束组成,忽略了复杂成岩过程中胶结作用导致的毛细管连通性降低和迂曲度增大的情况,难以准确评估低渗碳酸盐岩的渗透特性。针对渗透率被高估的研究现状,利用满足阿波罗填充的等径颗粒致密堆积分形毛细管束模型,提出了毛细管连通率表征进出口毛细管过流面积损失,并在流体渗透路径几何迂曲度与孔隙度关系的基础上,引入曲折度指数来反映岩石的实际水力迂曲度,最终建立基于连通率、水力迂曲度的碳酸盐岩渗透率分形模型。考虑曲折度指数的水力迂曲度计算值与试验压汞法测定值更为一致;基于毛细管连通率、实际水力迂曲度的碳酸盐岩渗透率分形模型计算结果与细观测定及渗透试验数据吻合较好,表明提出的碳酸盐岩渗透率分形模型能够更好地预测碳酸盐岩真实渗透率。参数敏感性分析发现,孔隙度相同,粒径不同的碳酸盐岩,渗透率均随着孔径增加而增加;同时相同粒径岩石,渗透率随着孔隙度的增大而增大,但由于孔隙面积最小/最大值、孔隙面积分形维数均与孔隙度相关,渗透率与孔隙度的关系不是单纯的线性关系,渗透率随着孔隙度增大的增幅逐渐减小、敏感性逐渐降低。 展开更多
关键词 阿波罗填充 水力迂曲度 毛细管连通率 渗透率 分形
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