• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
拱坝坝身泄洪孔道脉动压力分布规律及其振动特征研究
  • 11
  • 作者

    龚成勇谢庚淼樊新建许浪陈超梁康

  • 单位

    兰州理工大学能源与动力工程学院中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司

  • 摘要
    高拱坝坝身泄洪安全研究涉及泄洪孔道设计、结构强度、泄洪过程中的水流压力分布和流态特性等方面。为确保高拱坝的安全稳定运行,本文以某坝高为270m拱坝为研究对象,利用计算流体力学模拟坝身泄洪孔道流场并分析其脉动压力分布特征,利用流体/结构耦合有限元模拟最不利工况压力脉动与坝体结构振动特征,解析泄流激励下高拱坝坝身振动机理。研究结果表明,拱坝坝身泄洪孔道内脉动压力变化极为复杂,其中表孔脉动压力最大值为133.25kPa,最小值为29.48kPa;中孔脉动压力最大值为5274.99kPa,最小值为953.24kPa。拱坝坝身泄洪孔道脉动压力在频域的能量分布均具有低频的特征,主能量分布0-10Hz的频率范围内。在泄流激励条件下,拱坝坝身总位移随脉动压力变化呈现一定周期性,且随周期总位移逐渐衰减,总位移值与脉动压力在同周期内先增大后减小,总位移值在1.2s增大至最大值0.2120cm,对应泄洪孔道脉动压力增大至极大值;拱坝坝身等效应力和等效应变的变化规律基本一致,在1.2s等效应力和等效应变极大值分别为1426.60kPa、7.49×10-5,且同周期内脉动压力呈现同样的变化趋势,拱坝坝身等效应力和等效应变与脉动压力变化具有完全的相关性。
  • 关键词

    拱坝泄洪孔道数值模拟时均压力脉动压力流固耦合模型振动机理

  • 文章目录
    0 引言
    1研究对象
    2数学模型和数值方法
    2.1控制方程
    [11]'>2.1.1流体基本控制方程[11]
    2.1.2 固体振动方程
    2.1.3 流固耦合交接面控制方程
    2.2 计算网格与流场网格无关性验证
    2.3边界条件
    2.3.1 流场边界条件
    2.3.2 混凝土材料参数与结构边界条件
    2.4 数值求解方法
    3 坝身泄洪孔道流场模拟结果分析
    3.1 时均压力
    3.2 脉动压力
    4 泄流激励条件下坝身振动特征
    4.1 泄流激励条件下拱坝坝身总位移
    4.2 泄洪激励条件下拱坝坝身应力-应变
    5 结论
相关问题

主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会

©版权所有2015 煤炭科学研究总院有限公司 地址:北京市朝阳区和平里青年沟东路煤炭大厦 邮编:100013
京ICP备05086979号-16技术支持: 云智互联
Baidu
map