简介:针对某一水利工程中使用的双向止水铸铁闸门,利用ANSYS软件建立了三维有限元模型。在正、反向水头差均为10m的工况下,采用传统的薄板强度理论计算方法与三维有限元法进行比较与分析,结果表明两种方法的计算结果存在较大差异,最大应力与变形的结果误差高达30%~50%,其中传统经验公式的计算结果相对保守,导致铸铁闸门的制造成本加大,特别是当反向水头作用下最大应力和变形不在同一位置时,更加凸现。研究发现,根据铸铁闸门材料自身抗压/抗拉强度以及闸门正/反向受力和变形的变化情况,来分析相关规范要求的强度与刚度允许值时,存在不足之处,因此本文对闸门布置型式和门体的截面尺寸提出优化方案,降低其制造成本。
简介:大型跨流域调水工程。通常具有输水线路长、沿程过水建筑物类型和数量多的特点。节制闸、分水口及倒虹吸、渡槽等建筑物与水流的复杂作用,造成了长距离输水明渠非恒定流模拟的困难。建立了复杂内边界长距离输水明渠的一维非恒定流数学模型。模型定义和模化了节制闸、倒虹吸和多孔并联渡槽等3种类型的内边界条件,实现了对输水明渠水力过渡过程中水位、流量大幅度变化的无间断连续模拟。模型应用于南水北调中线一期工程总干渠全线和单个闸门的模拟分析。验证了模型的合理性。结果表明,模型能够模拟多内边界复杂输水渠道的水力响应过程,可作为南水北调中线一期工程等跨流域大型明渠输水工程的模拟工具。
简介:为研究河口的泥沙输移规律和最大浑浊带与盐水入侵、咸淡水混合等的关系,本文提出了具有二阶精度、建立在9结点有限单元上的三维水动力及泥沙输移模型,该模型考虑了由水平密度梯度引起的斜压项、引用2.5阶Mellor-Yamada紊流模型耦合计算水流的涡动黏滞性系数与物质的紊动扩散系数。本模型采用破开算子法求解控制方程:用欧拉-拉格朗日法求解水平对流项;用有限元法求解水平扩散项;有限差分法求解垂向扩散项。模型应用于模拟珠江口的泥沙运动,计算域包括整个河口的八大口门,用1998年7月的洪季大潮实测资料进行了潮位、流速及流向、盐度及含沙量等的验证,模型计算结果与实测结果吻合良好。在模型验证的基础上,文中简要讨论了珠江河口的泥沙输移、盐水入侵及最大浑浊带等物理现象。
简介:在极坐标条件下,考虑流体等密度面的斜压性,建立了具有4阶精度的三重双向嵌套海洋环流三维原始方程数值模型,模型垂直方向采用z坐标不均匀分层,具有完全非线性和计算效率高的特性。嵌套系统由大模型(19km)、中模型(6km)和小模型(2km)嵌套而成,上一级模型为下一级模型提供动力和边界条件,且下一级模型将自己的动力要素反馈给上一级模型,各模型间相互作用相互交换资料。在具体实施时,每一个模型占用一个CPU,实行同步计算,三模型间每天交换信息一次。模型用体积输送流函数、不同水深处实测海温过程等资料进行验证,在此基础上,应用模型计算了西加勒比海及海岸带浅水区的水流分布特征、温度和盐度分布。计算结果表明,加勒比西海岸带的海流具有明显的季节性变化过程。
简介:使用DELF3D-FLOW模型模拟了ENE向8级大风作用下黄骅港海域的三维潮流场,并和无风作用时的潮流场进行比较分析。结果表明:大风作用时黄骅港近海海域出现明显的增水现象;大风对黄骅港行道附近涨潮流的增大作用并不明显,而对落潮流的减小作用很显著,潮流动力失衡可能导致黄骅港近岸泥沙含量较高;沿堤流及沿岸流作用加强。这些现象的综合作用,可能是港口及航道产生骤淤的原因。
简介:内圆外城门洞型且直径达5.1m的现浇预应力涵结构是吉林省中部城市引松供水工程的关键性输水建筑物,5.1m直径大型现浇混凝土预应力涵的实际应用在国内尚属首例.结合引松供水工程中的大型无粘结预应力涵管的结构设计,采用三维有限元方法对预应力涵管结构进行仿真分析,验证管涵结构设计的安全性、合理性;获得了单排预应力锚索张拉主要影响范围以及涵管结构在各种工况下的变形特征和应力分布.根据三维有限元计算结果,建议采用300mm预应力钢绞线间距、6根钢绞线布置方案;预应力管涵结构的内力可满足设计要求,管壁结构整体变形较小;钢绞线张拉影响范围为2m左右.