水利水电工程

  • 渗流分析中复杂排水系统模拟的叠单元法

    汪卫明;刘亚飞;丁建新;

    以叠单元理论为基础,对其前处理及数值积分进行了改进和完善,并将其应用于光照重力坝的渗控优化.对于选取的典型坝段,首先将其划分为考虑廊道和防渗帷幕、不考虑排水孔的整体网格;然后针对各层排水孔,建立其局部网格.由于整体网格和局部网格相互独立,在模拟不同排水孔参数时,整体网格保持不变,只需改变局部网格即可,从而显著减小网格划分难度.工程应用结果表明,叠单元法非常适用于渗流分析中复杂排水系统的精细模拟.

    2012年02期 v.45;No.215 137-141+147页 [查看摘要][在线阅读][下载 843K]
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  • 无粘性土堤漫顶溃决溃口区域水力参数变化过程数模研究

    梁艳洁;余明辉;王党伟;魏红艳;

    结合物理模型试验建立平面二维水流数学模型,采用高分辨率有限体积格式计算漫顶溃堤洪水演进过程,并针对不同时段溃口形态建立三维几何模型进行水力参数变化规律数值模拟.研究结果发现,堤防溃决属溯源冲刷,与流速密切相关;溃决过程外江水位平稳下降,内江水位先上升后逐渐稳定,内外江水位差随溃口展宽逐渐减小;壁面剪切应力及动水压力较大区域集中在溃口内江侧与河底连接处,且随溃决过程逐渐减小.

    2012年02期 v.45;No.215 142-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 1192K]
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  • 明渠流动S-K模型在具有垂直壁面的复式断面下的数值模拟

    刘达;芦妍婷;李连侠;谭超;

    在具有垂直壁面的复式断面S-K模型数值计算中一般都是采用斜坡近似法,但该方法在滩槽交界面处的流速计算值与S-K模型解析解差别较大,为解决该问题,提出了结合解析解求解时拟定的边界条件的耦合迭代方法,该方法大大改善了斜坡近似法的不足,其数值模拟结果与S-K模型解析结果吻合良好,能够更为精确地计算棱柱体河槽深度平均流速分布和壁面切应力分布,可有效解决直立壁面边界速度突变的问题,对数值计算中类似问题的解决具有参考价值,也为S-K模型在实际工程中的广泛应用提供新的途径.

    2012年02期 v.45;No.215 148-151+156页 [查看摘要][在线阅读][下载 621K]
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  • 泵站前池流态改善效果的数值模拟分析

    刘梅清;林琦;梁兴;刘志勇;李秋玮;吴远为;

    针对泵站前池内的流动特点,在分析不同湍流模型,并与试验结果比较的基础上,确定以Realizable k-ε模型作为预测前池漩涡产生与发展及其相应涡量分布的手段,通过大量数值计算,确定了导流墩消涡最佳布置方案,对大型泵站的稳定运行与节能技术改造具有重要借鉴意义.

    2012年02期 v.45;No.215 152-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 1458K]
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  • 浅海点源污染物扩散数值模拟

    崔丹;杨中华;槐文信;

    建立了守恒性好且能贴体模拟工程区域的二维潮流-污染物扩散数学模型,采用三角形网格划分计算区域,有限体积法求解控制方程,运用的动边界处理技术能合理地模拟海岸的淹没与出露.利用实测资料对模型进行了验证,模拟结果与实测数据吻合较好,在此基础上对某污水处理厂排放口附近海域的COD浓度分布进行预测计算,其结果为该海域的环境评价提供了科学依据.

    2012年02期 v.45;No.215 157-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 856K]
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  • 考虑施工进度影响的锦屏一级水电站导流全过程风险分析

    褚茁;胡志根;刘全;

    在传统的导流风险分析中,较少考虑进度不确定因素,并且没有把各导流时段联系起来分析导流全过程的导流风险.基于此,以锦屏一级水电站大坝施工为背景,将导流过程分为3个时段,分别对进度系统和导流系统进行分析研究,采用进度风险描述进度不确定性因素,采用时段导流风险描述水文和水力不确定因素,并根据进度和导流系统的时间一致性和分段一致性,进行耦合处理,建立概率树分析模型,评价考虑进度不确定性的导流全过程综合风险.揭示进度不确定性因素对导流综合风险的作用关系,为施工组织管理与导流标准的选择提供科学依据.

    2012年02期 v.45;No.215 161-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 535K]
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  • 紫荆关流域洪水径流过程变化及影响因素分析

    李绍飞;余萍;孙书洪;

    利用Mann-Kendall非参数秩次检验法分析了紫荆关流域历年最大洪峰流量、次洪总量和洪水过程线的变化趋势,洪峰和洪量有显著下降趋势,洪水过程线有从尖瘦型向平坦型变化的趋势.探讨了影响洪水过程变化的降雨因素和下垫面因素.降雨量和降雨强度的变化趋势不明显,而下垫面变化明显,由土地利用变化引起的土壤蓄水容量增加、流域平均下渗率增大,故下垫面变化是导致洪水过程线洪峰、洪量和形状变化的主要原因.

    2012年02期 v.45;No.215 166-170+176页 [查看摘要][在线阅读][下载 904K]
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  • 基于风险分析法的排水排涝暴雨重现期转换关系

    杨星;李朝方;刘志龙;

    按目前国内的城市规划体制,市政部门负责管道排水规划,水利部门负责河道排涝规划,两者采用的暴雨资料统计方法不同导致了设计标准的差异,所以城市管道排水和河道排涝存在组合设计的问题.组合值不同,安全度也不一样,当设计暴雨取值满足河道排涝设计安全条件时,组合的排水设计标准越高,相应的组合安全性越大,组合的排水设计标准越低,则相应的组合安全性越小,这种组合设计的安全性可以用风险率表示.为此,构建了管道排水和河道排涝组合风险计算模型,并依据其组合风险率提出管道排水和河道排涝组合设计方法.考虑到各地水文特征的差异性,以深圳市为特例对这种方法进行了分析,为城市管道排水和河道排涝的组合设计提供科学依据.

    2012年02期 v.45;No.215 171-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 127K]
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  • 水轮机水力阻抗特性研究

    冯文涛;杨建东;段炼;

    推导了开度不变、转速不变和出力不变、转速不变两种运行条件下水轮机水力阻抗计算公式,分析了这两种运行条件下机组水力阻抗的差异,指出在混流式水轮机运行范围内,在前者条件下机组水力阻抗大于0,在后者条件下机组水力阻抗小于0.通过理论分析和数值计算相结合的方法,研究了机组水力阻抗对水电站有压输水系统自激振动特性的影响.研究表明:机组水力阻抗的正负决定了系统衰减因子的正负及大小,对系统频率的奇偶性具有选择性.

    2012年02期 v.45;No.215 177-181页 [查看摘要][在线阅读][下载 612K]
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  • 泄洪闸三维流态CFD优化分析

    郭园;程永光;李国栋;

    采用最新CFD方法对具体工程泄洪闸水流流态进行模拟分析.先给出了数学模型和计算方法;然后结合模型实验成果,用CFD详细分析了泄流能力与水面线、压力、流速等流场参数的规律性,弄清了不良流态的原因;进而提出加大侧墙弧度以消除吸气漩涡及加大孔口断面避免脱流的措施,通过3个方案对比分析验证了其效果,并得出最佳方案的泄流能力、进水口流态及泄槽内流态、压力和速度的分布规律.

    2012年02期 v.45;No.215 182-186+192页 [查看摘要][在线阅读][下载 650K]
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  • 混流式水轮机调节系统的建模与非线性动力分析

    丁聪;把多铎;陈帝伊;袁璞;

    为深入探究混流式水轮机调节系统的非线性本质,在发电机组额定工况运行时有小波动的情况下,考虑水轮机及发电机的非线性特性,建立了一个新的水轮机调节系统非线性数学模型.在此基础上通过分岔图、时域图、相轨迹图及Poincare图分析了水轮机调节系统在压力管道流量变化、电网频率扰动以及负荷变化3种情况下的复杂非线性动力学特性.通过数值模拟得到了系统在稳定、临界及失稳情况时调节器的参数范围,并且得出当参数远离分岔点时有利于水轮机调节系统的收敛与稳定,为保证系统安全稳定地运行提供了理论依据.

    2012年02期 v.45;No.215 187-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 940K]
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  • 非稳定渗流对托巴土石围堰上游坡稳定性影响

    袁帅;何蕴龙;曹学兴;

    采用非稳定渗流理论研究了托巴土石围堰临水坡体的非稳定渗流场规律,探讨了在水位下降过程中临水坡体的浸润线、水力坡降以及流速的变化规律,并对坡体非稳定渗流场对围堰边坡稳定性的影响规律开展了研究;考察了不同水位下降速度和坡体填筑料对上游坡体非稳定渗流场和稳定性的影响规律.分析成果表明,过快的水位下降速度和填筑料较小的渗透性对堰坡的稳定性不利.通过研究获得了坡体填筑材料渗透系数的控制范围,以及不同渗透系数土料条件下应该控制的水位安全降速,并提出了一个可以保证围堰边坡安全的水位快速下降方案.研究结论可为围堰和土坝工程设计和安全运行提供有益的参考.

    2012年02期 v.45;No.215 193-199页 [查看摘要][在线阅读][下载 1535K]
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  • 基于Hermite多项式的等效相关系数求解及可靠度分析

    张坤;吴帅兵;李典庆;

    改进了相关非正态变量变换到相关标准正态空间时相关系数计算的Hermite多项式方法.介绍了Hermite多项式方法计算等效相关系数的基本原理.系统地比较了Hermite多项式方法与Nataf变换方法的计算精度、计算效率及适用范围.最后研究了变量变换时相关系数的变化对边坡可靠度的影响.结果表明:Hermite多项式方法具有与Nataf变换方法相同的精度,不受变量分布类型的影响,适用范围广,避免了无穷积分问题及非线性积分方程的求解问题,计算效率高,建议优先采用;忽略黏聚力和内摩擦角变换到相关标准正态空间时相关系数的变化将会严重高估边坡失效概率,使得边坡设计偏于保守.

    2012年02期 v.45;No.215 200-203+211页 [查看摘要][在线阅读][下载 470K]
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土木建筑工程

  • 基于构件重要性系数的结构整体优化设计系统

    常时峰;杜新喜;

    在开发钢框架CAD系统的基础上通过对满应力优化算法的改进与拓展,将浮动应力指数法用于空间钢框架的优化设计;在结构整体优化方面,拓展了空间梁单元基于刚度的构件重要性的评估方法,在满应力优化的基础上对构件的应力比限值进行不同层次的修正,以各杆的惯性矩作为设计变量,每次迭代进行一次内力分析,然后走一个满应力步,根据相关的应力比结果进行位置移动,并最终收敛到优化的较优解.理论推导和算例表明,所给出的方法能够有效地反映结构中存在的薄弱环节,为结构实用优化技术的实现提供了必要的理论依据.

    2012年02期 v.45;No.215 204-207页 [查看摘要][在线阅读][下载 201K]
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  • 空间二叉树在外形不规则颗粒三维建模中的应用

    龙浩;

    基于一种用球体单元填充颗粒内部空间建立模型的方法,其球体单元的形成依据颗粒表面和内部节点信息.在计算颗粒表面和内部网格节点之间最短距离时,把二叉树优化算法引入到了用VC++编写的程序中.同时利用该算法实现了某一真实颗粒的三维建模,通过对比原有算法的计算效率,该算法能够在保证颗粒建模精度的前提下,提高计算效率约70倍,可以在很大程度上节约颗粒模型特别是大规模颗粒模型生成的时间.

    2012年02期 v.45;No.215 208-211页 [查看摘要][在线阅读][下载 284K]
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电力工程

  • 城市配电网规划方案的熵权决策方法

    石峰;刘沛立;

    提出了采用熵权决策法对城市配电网规划方案进行决策的方法,论述了计及城市配电网规划方案供电可靠性、供电质量、供电能力、短路电流水平、经济性的评价方法与评价指标,将专家主观经验与客观熵权结合的综合权重用于方案的优选过程中,在一定程度上克服了决策的主观性,为城市配电网规划方案的评价与决策提供了一个较通用和直观的方法.

    2012年02期 v.45;No.215 212-215+224页 [查看摘要][在线阅读][下载 151K]
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  • 110kV变压器分级绝缘中性点密封间隙

    马心良;周文俊;韩晋平;喻剑辉;劳斯佳;李小陆;黄燕;

    研制了一种密封间隙,可解决户外110kV变压器中性点保护装置存在放电分散性大、易受大气条件影响等固有缺陷.根据间隙技术要求,进行了触头试验,并选取少油断路器触头作为间隙电极,试验得到88mm的合理间隙值.放电试验结果表明:密封间隙的参数符合间隙技术条件,能与避雷器参数满足配合原则.该装置能够进行远方电动操作和就地电动或手动操作,现场试运行效果良好.

    2012年02期 v.45;No.215 216-219页 [查看摘要][在线阅读][下载 281K]
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  • 基于PLC的高压大电机磁控软启动装置

    陈博;

    针对高压电机启动过程中的电网电压凹陷,以及电网枢纽点的母线电压波动等电能质量问题,提出了一种基于PLC调控自给直流励磁磁阀式可控电抗器的新型高压电机软启动方式.该方法克服了传统软启动方式装置体积大、谐波较大、对环境要求高、可靠性低、价格昂贵等缺点.结合自励式磁控软启动器基于恒流启动的控制策略,开发出基于16位单片机(Intel 80C196KC)和可编程逻辑控制器(PLC,Siemens S7-200)相结合的软启动器控制装置.

    2012年02期 v.45;No.215 220-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 869K]
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  • 基于分形理论的内部过电压识别技术

    连丽珍;曹建玲;苏小芳;徐海枝;

    电力系统中的内部过电压类型多种多样,其产生原因错综复杂.目前,对过电压智能化分析的整体水平还不高,数据的分析只能依靠人工的方法,由生产技术人员凭经验并依据过电压波形的时间、幅值、频率等参数进行分析.但仅仅依靠这几个参数,有时不能对内部过电压进行完全正确的定性.对常见的几种内部过电压进行ATP-EMTP(电磁暂态计算软件)仿真,并提出基于分形理论的过电压信号识别,计算出过电压波形的分形维数.仿真结果表明,随着过电压发生条件的不同及参数的变化,同种过电压的分形维数在一定的范围之内;不同种类的过电压的分形维数在不同的范围.

    2012年02期 v.45;No.215 225-228页 [查看摘要][在线阅读][下载 346K]
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动力机械工程

  • 高压输电线路自主巡检机器人的检障与定位

    曹珩;吴功平;郑拓;严宇;

    针对高压输电线路巡检机器人系统具有多种类多数量传感器的特点,介绍一种根据线路环境信息的差异、机器人运行速度的快慢而将检障行为进行分类规划再有机融合的检障与定位方法,并介绍机器人高、中、低速下各检障行为的算法.通过模拟线路的检障与定位实验,表明提出的基于多源传感器行为融合的检障定位方法的正确性和实用性.

    2012年02期 v.45;No.215 229-234页 [查看摘要][在线阅读][下载 718K]
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  • 高压线巡检机器人巡检与通讯系统设计与实现

    郑拓;吴功平;严宇;徐显金;乐正;

    介绍了高压输电线路巡检机器人的远程监控系统和自主巡检扫描系统,采用了串口命令,以及无线局域网和CDMA移动通讯网络相结合的方式,实现了视频图像的智能扫描控制和远距离传输.详细介绍了机器人巡检系统硬件和软件的设计,以及线路杆塔的模型和网络化全球云台摄像机对高压输电线路自主定位扫描,最后通过不同环境的运行试验,表明了该高压线巡检机器人巡检与通讯系统的正确性和实用性.

    2012年02期 v.45;No.215 235-240页 [查看摘要][在线阅读][下载 674K]
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  • 旋挖钻机主卷扬系统下放势能回收的仿真

    方晓瑜;赵宏强;刘鹏;

    针对目前旋挖钻机尚未实现对主卷扬下放时钻杆重力势能回收的现状,设计了一种采用液压马达的势能回收系统.本系统以某型号旋挖钻机为研究对象,在AMESim环境中建立能量回收仿真模型,并提出了一种调节主卷扬马达排量、发电机控制扭矩以及节流阀开口度的三变量联合控制策略.试验和仿真结果表明,该势能回收系统能够有效回收卷扬下放时钻杆的重力势能,并且三变量联合控制策略能够很好地控制卷扬的下放速度,不仅保证工作的平稳性,减少发动机输出,而且还回收了大量的重力势能.

    2012年02期 v.45;No.215 241-245+272页 [查看摘要][在线阅读][下载 609K]
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  • 树形存储在热工计量检定管理系统中的应用

    秦晓洁;方彦军;万静强;

    提出通过层次、结点顺序号、结点编码等字段来存储检定仪表信息的树形存储方法,按仪表属性从上至下构建仪表分类层次,每一层分类只含有一个属性值,通过父结点编号建立树形存储结构.解决了系统中区分记录格式、校验费用、考核分值、检定员、常规类型等不同仪表分类存储的问题,能清楚地显示各层之间的关系,减小数据的冗余度,提高数据操作的效率,并针对热工计量检定管理系统的数据检索给出数据操作算法.实际应用结果表明该方法操作简单,方便.

    2012年02期 v.45;No.215 246-249页 [查看摘要][在线阅读][下载 119K]
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计算机及自动化技术

  • 基于网络最大流的控制与诱导的协调试验

    刘建美;马寿峰;马帅奇;

    以路网所能传输的最大流为衡量指标提出了一种协调方法并设计了相应的试验.首先利用各类试验中网络最大流的突变情况确定了协调的边界,然后给出了调整控制策略、诱导策略或协调策略等多种协调方案,并提出了协调效果的评价准则,最后针对一个算例进行了4类相应的仿真试验,通过对试验结果的分析验证了协调的必要性和所提方案的有效性.

    2012年02期 v.45;No.215 250-254页 [查看摘要][在线阅读][下载 400K]
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  • 基于马尔科夫的动态交通流演化模型及应用

    肖海燕;

    以实时控制和诱导为目的的短时交通流预测作为研究分析对象,构造出刻画随机用户平衡演化过程的基于马尔科夫过程的动态,分析了它的稳定性,并给出一个算例进一步验证了其稳定性.将马尔科夫链引入到交通流演化动态中,通过简单的算例,对道路中的交通流进行分析和预测,进而对车辆进行诱导,从而达到交通管理的目的.

    2012年02期 v.45;No.215 255-258页 [查看摘要][在线阅读][下载 200K]
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  • 基于GAL软核的EHW平台设计技术研究

    张开锋;肖山竹;陶华敏;卢焕章;胡卫东;

    介绍了演化硬件(Evolvable Hardware,EHW)的基本原理,在分析了现有演化平台的基础上,针对现有演化平台扩展复杂、配置位不公开等缺点,提出了基于GAL(Generic Array Logic)软核的EHW平台,并进行了原型实现和演化实例验证.最后将基于GAL软核的EHW平台与现有演化平台进行了对比分析,实验结果和对比分析表明该平台具有配置位公开、配置速度快、扩展灵活等优点,可以为演化平台系统设计提供参考.

    2012年02期 v.45;No.215 259-263页 [查看摘要][在线阅读][下载 305K]
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  • 基于相关度的同步协同设计冲突消解策略

    陈立杉;段莉莉;

    为解决同步协同设计技术所面临的设计资源冲突,提出了一种基于相关度的标准满意度冲突消解策略.在分析设计决策冲突产生原因的基础上,以学科领域相关度为依据,针对同步协同过程中的设计权限,应用标准满意度的评价方法,建立了冲突消解策略模型,来提高协同设计的效率和实时性.在多学科领域协同设计过程中得到了应用,并分析了该冲突消解策略的优越性.

    2012年02期 v.45;No.215 268-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 128K]
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