水力发电学报
首 页
|
期刊介绍
|
编委会
|
投稿须知
|
下载中心
|
联系我们
|
学术规范
|
编辑部公告
|
English
在线办公
下载中心
·
论文模板(202211)
·
征订单
·
投稿须知
·
作者校核须知
·
论文作者著作权转让协议/承诺
更多>>
访问统计
总访问量
今日访问
在线人数
期刊荣誉展示
本刊为全国中文核心期刊，被下列数据库收录：
(i)中国学术期刊文摘，
(ii)中国科学引文数据库，
(iii)中国科技论文统计与分析数据库，
(iv)中国报刊订阅指南信息库，
(v)中国学术期刊（光盘版），
(vi)国际权威数据库Scopus。
2019年 38卷 5期
刊出日期：2019-05-25
1
多边形骨料混凝土氯离子扩散系数预测
郑建军, 张坚, 李庆斌, 王宗敏, 周欣竹
DOI: 10.11660/slfdxb.20190501
提出了多边形骨料混凝土氯离子扩散系数计算的数值方法。通过各向均匀放缩和单向均匀放缩，生成符合给定级配、长细比和含量的多边形骨料，将生成的骨料投放到具有周期性边界条件的模拟试件中重构混凝土细观结构。再将混凝土细观结构规则离散，应用像素点计数法通过分析骨料和界面含量的收敛性确定所需的像素点个数。应用Fick第一定律，在傅里叶空间中导出了非均匀介质中氯离子浓度梯度解。基于这个解，提出了混凝土氯离子扩散系数计算的迭代算法。与有限元法相比，该数值方法具有无需复杂的网格剖分、数据储存量少、计算简单的优点。最后，与两组试验结果比较，验证了该数值方法的有效性，并讨论了骨料长细比对混凝土氯离子扩散系数的影响。
2019 Vol. 38 (5): 1-8 [
摘要
] (
218
)
PDF
(455 KB) (
462
)
9
基于猫群算法的重力坝抗滑稳定可靠度分析
朱晓斌, 王晓玲, 李潇, 谢怀宇
DOI: 10.11660/slfdxb.20190502
响应面法是计算重力坝抗滑稳定可靠度的重要方法。针对传统响应面法缺乏参数筛选分析，且缺少利用群体智能算法求解可靠指标研究的不足，提出一种基于猫群算法的加权动态响应面可靠度分析方法，克服经典蒙特卡洛方法需要大量重复抽样的缺点。首先，在考虑坝基岩体渗流应力耦合作用的基础上，采用定量全局敏感性分析方法（EFAST法）筛选基岩参数；其次，通过加权响应面拟合隐式功能函数，同时利用猫群算法求解可靠指标并实现响应面的动态更新；最后，以某重力坝工程为例进行可靠度分析。结果表明，基岩抗剪参数对大坝安全稳定有较大影响，重力坝可靠指标计算结果为2.71，与规范方法结果有显著一致性，所提方法合理可靠，具有较高的实用价值。
2019 Vol. 38 (5): 9-17 [
摘要
] (
237
)
PDF
(1748 KB) (
305
)
18
双渐近透射边界下的隧洞-层状地基时域分析
郑思源, 刘庭金, 唐欣薇
DOI: 10.11660/slfdxb.20190503
高阶双渐近透射边界发展于改进比例边界有限单元法和连分式解，实现了时域局部化，获得在全频域范围内快速收敛的动力刚度准确解，兼具高精度和效率。本文将该边界推广应用到复杂层状地基弹性波传播问题，并与有限元耦合构建出一种隧洞-层状地基动力响应的时域耦合模型。耦合模型划分为近场与远场，其中，近场采用有限元单元离散，远场采用高阶双渐近透射边界模拟。通过数值算例分析上述耦合模型，结果表明：耦合模型计算结果稳定，与扩展网格解具有良好的一致性，同时兼顾精度与效率，适用于长时间的地震响应时域研究。该模型为研究地震动下隧洞-层状地基相互作用提供新的思路，可进一步用于实际工程中。
2019 Vol. 38 (5): 18-26 [
摘要
] (
172
)
PDF
(604 KB) (
640
)
27
不利结构面对高拱坝整体稳定影响及加固分析
林鹏, 石杰, 宁泽宇, 彭浩洋
DOI: 10.11660/slfdxb.20190504
坝肩稳定是高拱坝长期安全稳定最重要的问题之一，针对坝肩不利结构面的合理加固对保障高拱坝整体稳定至关重要。在复杂地基条件下，高拱坝整体稳定经常面临不利结构面的潜在影响，如坝肩抗力体内的滑块稳定性、断层及软弱带引起拱端变形、传力不协调等。结合实际工程，基于地质力学模型试验和三维非线性有限元成果，本文就坝肩不利结构面加固前后对高拱坝整体稳定影响进行分析，并总结了高拱坝四类典型不利结构面分布条件下的加固措施。研究成果可为类似工程整体稳定与加固分析提供参考。
2019 Vol. 38 (5): 27-36 [
摘要
] (
211
)
PDF
(3098 KB) (
785
)
37
基于CT图像和K-Means聚类算法研究混凝土细观损伤
朱琳, 党发宁, 丁卫华, 张乐
DOI: 10.11660/slfdxb.20190505
混凝土CT图像细观损伤区没有明显的灰度特征，基于阈值及边缘检测的图像分割方法难以提取细观损伤信息。论文首次提出应用K-Means聚类算法深度挖掘混凝土CT图像内部蕴含的细观损伤信息。首先，对圆柱体混凝土试件进行了单轴静力压缩CT试验；然后，依据轮廓系数确定最优聚类簇数，利用K-Means聚类算法在非监督状态下寻找混凝土CT图像的最优划分，获得了包含细观损伤信息的分区图；最后，统计了细观损伤区域像素点总数，计算了混凝土损伤度。结果表明：从破坏区和细观损伤区图上能直观地观察到各应力阶段混凝土内部细观损伤的演化规律。细观损伤度随应力的变化具有规律性，峰值荷载前细观损伤发展经历了相对稳定期和稳定发展期，峰值荷载后细观损伤度减小，损伤聚集在裂缝周围，细观损伤经历不稳定发展期。K-Means聚类算法在分析混凝土损伤演化方面具有明显优势。
2019 Vol. 38 (5): 37-45 [
摘要
] (
275
)
PDF
(3612 KB) (
524
)
46
复杂空中碰撞下泄流雾化的数值预测
练继建, 刘丹, 刘昉
DOI: 10.11660/slfdxb.20190506
为预测高坝泄流空中碰撞水舌的雾化特征，根据泄流水舌平面局部碰撞和立面多重碰撞模式，提出了联合雾化源场和雾化雨场特征的雾化预测调控方法，并依托旭龙水电站开展实例应用。计算表明：挑坎体型的改变会引起雾化源和雾化雨场的重分布；优选体型Ⅱ在耦合不利风场作用的五千年一遇和百年一遇泄洪工况下，前工况较后工况的暴雨区范围均增大，纵向边界向下游延长50 m，桩号边界值为0+895 m，左右岸最大高程分别增加9 m和13 m，分别超过最大坝顶高程69 m和55 m；优选体型Ⅱ在耦合不利风雨场作用下的暴雨区基础防护纵向范围为0+(-3 m) ~ 0+862 m，左右岸控制高程分别为2382 m和2370 m，校核防护的纵向范围为0+(-9 m) ~ 0+938 m，左右岸控制高程分别为2391 m和2371 m。研究结果可为相关雾化工程的影响评价和防护决策提供参考。
2019 Vol. 38 (5): 46-56 [
摘要
] (
197
)
PDF
(1605 KB) (
414
)
57
城市典型LID措施水文效应及雨洪控制效果分析
张曼, 周可可, 张婷, 李建柱, 冯平
DOI: 10.11660/slfdxb.20190507
城市化的快速发展加剧了城市内涝灾害及水污染问题。以天津市蓟州区某小区为研究区域，根据其规划方案，在透水铺装物理实验基础上，建立SWMM模型，模拟不同降雨事件中7种规划方案的径流控制效果，分析在一定区域内采用自然排水系统代替雨水管网的可行性，以及单独布设透水铺装、下凹绿地、植草沟、生物滞留区和组合LID方案对径流的控制作用。结果表明：通过植草沟等完成汇流是可行的，并且能达到更好的控制效果。LID措施能够削减径流总量、洪峰流量、积水量，延迟峰现时间，且控制效果在低重现期、短历时降雨时更为显著。其中，组合LID方案的控制效果最优；透水铺装和生物滞留区对洪峰流量的削减效果最显著；植草沟单独铺设时，雨洪控制效果较差。
2019 Vol. 38 (5): 57-71 [
摘要
] (
402
)
PDF
(1720 KB) (
860
)
72
管道滞留气团运动特性PIV实验与数值模拟
黄浩成, 陈奇, 蒋劲, 廖志芳, 刘来全, 谈凯
DOI: 10.11660/slfdxb.20190508
为研究有压输水管道水流速度和局部高点的管道角度等因素对局部高点滞留气团运动特性的影响，搭建有压管道局部高点滞流气团实验平台，通过激光粒子测速系统（PIV）对局部高点处的流速进行测量；结合RSM湍流模型结合VOF多相流模型，构建局部高点气-液两相流体动力学模型进行数值模拟，分析管内流速、局部高点角度和气团体积对有压管道排气性能的影响。研究结果表明，随着水流速度增大，局部高点滞留气团呈现三种状态，即无气泡产生、气团产生气泡且部分被排出、气团一次性被排出；在其他条件相同时，若气体大于一定体积，一次性将气体携带出局部高点所需的水流速度增幅将减缓；局部高点角度越大，一次性将气体携带出局部高点所需的水流速度越大。
2019 Vol. 38 (5): 72-80 [
摘要
] (
251
)
PDF
(1517 KB) (
738
)
81
具有特殊地形条件的长距离供水工程水锤防护
石林, 张健, 倪尉翔, 陈旭云, 李敏
DOI: 10.11660/slfdxb.20190509
在长距离供水工程中输水管道一般按地形走势布置。针对一些地形条件特殊的供水工程，本文提出了一种空气罐与出口溢流池联合设置的水锤防护方案，并建立了出口溢流池的数学模型。在空气罐体型一定时，给出了出口溢流池截面积的理论计算公式，有效地减小了在溢流池体型初期选取过程中的盲目性和工作量。结合某长距离输水工程，对比分析了空气罐和出口溢流池联合防护与单纯的空气罐防护对水锤的影响。结果表明空气罐与出口溢流池联合防护方案在前陡后缓的长距离供水工程中能够取得良好的水锤防护效果，且溢流池的溢流水位越高，其对负压的防护效果越好。
2019 Vol. 38 (5): 81-88 [
摘要
] (
233
)
PDF
(843 KB) (
554
)
89
双馈水轮发电机快速功率响应的控制策略研究
余向阳, 朱咏, 高春阳
DOI: 10.11660/slfdxb.20190510
与常规水轮发电机组相比，双馈水轮发电机组响应速度更快、工作水头更宽，但由于双馈发电机及变频器的使用，其控制更加复杂。首先，本文基于负荷优化理论，提出了一种在等单位功率曲线上寻找最小单位流量的方法，用于改进最优转速寻优策略；其次，依据电机定子磁链定向矢量控制理论，结合双通道励磁和多变量误差叠加的控制方法，将滞环电流控制引入到双馈水轮发电机励磁控制策略中，得到快速产生电压源变换器触发信号的方法；最后，建立了双馈水轮机单机无穷大发电系统仿真模型。在实现变速恒频功能的基础上，对改变给定功率工况进行仿真研究，并与常规水电站同工况仿真对比。结果表明，本文提出的控制方法可明显缩短功率响应的调节时间，具有一定的参考应用价值。
2019 Vol. 38 (5): 89-96 [
摘要
] (
247
)
PDF
(762 KB) (
1015
)
97
短叶片低压边对水泵水轮机空化性能的影响
宁楠, 赖喜德, 李萍
DOI: 10.11660/slfdxb.20190511
为探究短叶片低压边位置对高水头长短叶片水泵水轮机转轮空化性能的影响，针对其转轮的结构特点，设计具有不同低压边位置的短叶片方案。以低压边在上冠位置直径与转轮喉部直径的比值，从大到小依次命名为方案A、B、C，比值越小低压边位置越靠后。采用Rayleigh-Plesset空化模型对三方案分别进行3个水轮机工况和2个水泵工况的定常数值模拟，对比分析计算工况下各转轮的空化形态及能量特性。结果表明：在水轮机方式，小流量工况下随着短叶片低压边位置后移，转轮空化性能得到改善，而在大、中流量工况下方案B的转轮空化性能最优。在水泵方式，高扬程工况下转轮空化程度随低压边位置后移先减缓后加剧，低扬程工况下方案A的低压边位置最利于改善空化性能。综合考虑水轮机方式和水泵方式，直径比值为0.9487的方案B空化性能较优，效率和扬程相对较高。对后续高水头水泵水轮机转轮水力优化设计具有指导意义。
2019 Vol. 38 (5): 97-105 [
摘要
] (
201
)
PDF
(2289 KB) (
545
)
106
水轮发电机组低频振荡机理与稳定特性
叶伟, 陈帝伊, 许贝贝, 张京京, 王鹏飞
DOI: 10.11660/slfdxb.20190512
为深入探究水轮发电机组低频振荡机理，揭示系统稳定性规律，本文利用压力引水管道弹性模型、调速器模型和三阶发电机模型，建立水轮发电机组非线性数学模型。通过数值模拟来验证所建水轮发电机组模型与实际系统的一致性和正确性。进一步地，根据水轮发电机组阻尼特性，优化PID参数，系统分析了随调速器参数变化水轮发电机组的低频振荡机理及稳定特性。此外，为了定量探究关键参数对系统稳定性的影响规律，对处于稳定振荡模式下的系统进行阻尼灵敏度分析，得到了对系统稳定性影响较为显著的关键参数。研究成果为机组稳定运行提供理论依据和技术支撑。
2019 Vol. 38 (5): 106-113 [
摘要
] (
298
)
PDF
(473 KB) (
590
)
114
如美观测廊道流固耦合多体接触分析
王伟, 保其长, 战领, 张丙印
DOI: 10.11660/slfdxb.20190513
渗流作用下的多体接触问题在水利工程中普遍存在，现有的接触面单元方法存在诸多缺陷。基于计算接触力学的框架和计算程序，通过Lagrange乘子法引入接触界面孔压连续条件，发展了基于流固耦合理论的计算接触力学方法；对如美观测廊道进行流固耦合情况下的多体接触应力变形分析。分析结果表明，计算接触力学方法具有有效处理非协调计算网格的能力，可有效解决如美观测廊道三维形态复杂，以及廊道块体与坝体尺寸相差悬殊所带来的有限元计算网格划分的巨大困难。计算所得观测廊道位移的计算结果分布合理，且能很好地捕捉块体间大规模脱开和滑移等不连续变形。由于进行了计算网格的局部加密，可在混凝土廊道边壁内计算得到较为准确合理的应力分布。
2019 Vol. 38 (5): 114-120 [
摘要
] (
236
)
PDF
(1505 KB) (
392
)
京ICP备13015787号-3
版权所有 © 2013《
水力发电学报
》编辑部
编辑部地址：中国北京清华大学水电工程系 邮政编码：100084 电话：010-62783813
本系统由
北京玛格泰克科技发展有限公司
设计开发 技术支持：
support@magtech.com.cn
