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有压输沙管道脉动压强特性试验研究

水利学报 2020年第8期51卷 967-978页

作者：李岩张金良白玉川万占伟罗秋实胡文励天津大学河流海岸工程泥沙研究所天津300072 黄河勘测规划设计有限公司河南郑州450003

壁面脉动压强是工程上重要的研究对象,脉动强度直接影响泄洪排沙洞、输水隧洞(管道)等建筑物的稳定性和运行安全。为研究不同含沙浓度对壁面脉动压强特性的影响,以黄河细沙(d50=107μm)为研究对象,在直径80 mm的水平管道中进行模型试验... 详细信息

壁面脉动压强是工程上重要的研究对象,脉动强度直接影响泄洪排沙洞、输水隧洞(管道)等建筑物的稳定性和运行安全。为研究不同含沙浓度对壁面脉动压强特性的影响,以黄河细沙(d50=107μm)为研究对象,在直径80 mm的水平管道中进行模型试验,测量出每种工况下的流量、含沙浓度和脉动压强。采用统计方法对测量数据进行多方面分析,并结合快速傅里叶变换(FFT)方法研究了脉动压强的功率谱密度。试验结果表明,时均压强的沿程幅值和瞬时峰值压强均随含沙浓度增加而增大,相对脉动强度随着含沙浓度增大总趋势是减小的;脉动压强概率密度为脉动压强均值接近于零的正太分布,随着含沙浓度增加分布形态从瘦高型发展成矮胖型,压强振幅变大;脉动压强功率谱密度中低频分量随着含沙浓度变大有明显的增加。

关键词：管道含沙浓度脉动压强振幅功率谱密度

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跌坎消力池脉动压强试验

水利水电科技进展 2016年第2期36卷 24-29页

作者：杨敏李会平缑文娟尹红霞天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

为了对跌坎消力池的水动力特性作更深入的研究,为跌坎消力池的设计防护提供参考,基于模型试验对跌坎消力池脉动压强的分布规律、幅值特性和频谱特性进行了系统研究。结果表明:水流条件是影响脉动压强的主要因素,跌坎消力池底板脉动压强... 详细信息

为了对跌坎消力池的水动力特性作更深入的研究,为跌坎消力池的设计防护提供参考,基于模型试验对跌坎消力池脉动压强的分布规律、幅值特性和频谱特性进行了系统研究。结果表明:水流条件是影响脉动压强的主要因素,跌坎消力池底板脉动压强系数沿程呈先增大后减小并逐渐趋于稳定的趋势;跌坎消力池底板中线和靠近边墙的脉动压强相当,脉动压强最大达到总水头的5.1%;跌坎消力池前端位于泄槽边墙延长线附近区域的脉动压强最大,最大达到总水头的11.5%;跌坎消力池前端中线的脉动压强比传统消力池有明显降低,最大降幅达55.2%。

关键词：跌坎消力池水动力特性脉动压强功率谱总水头

双股射流壁面脉动压强与近壁紊动流速相关与频谱特性

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水动力学研究与进展（A辑） 1996年第1期11卷 104-111页

作者：戴光清杨永全吴持恭四川联合大学高速水力学国家重点实验室

本文用多通道动态压力检测系统和二维激光测速仪对在单股和双股射流作用下，水垫塘底板脉动压强与近壁脉动流速的相关、功率谱和紊动比尺进行了测试研究。实测表明，双股射流形成的动水垫在塘底水平方向的脉动使得双股射流在第二冲击点... 详细信息

本文用多通道动态压力检测系统和二维激光测速仪对在单股和双股射流作用下，水垫塘底板脉动压强与近壁脉动流速的相关、功率谱和紊动比尺进行了测试研究。实测表明，双股射流形成的动水垫在塘底水平方向的脉动使得双股射流在第二冲击点下游的脉动量特性与单股射流不同：前者的水平脉动速度与脉动压强的互相关系数较后者明显增大，且水平脉动速度和脉动压强的功率谱具有大致相同的优势频率。单股和双股射流塘底脉动压强系数与近壁紊流强度的关系可用对数曲线表述。

关键词：射流水垫塘壁面脉动压强脉动速度紊流场

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水垫塘底板脉动压强量测技术与实验研究

水利水电技术 1997年第1期28卷 53-57页

作者：李春华李永祥刘沛清清华大学

通过工程实际向大家详细介绍了脉动压强的量测技术与测量方法．在乌江构皮滩水利枢纽整体模型水垫塘底板上的应用与实验研究，就是利用点式脉动压力传感器通过放大器放大后，送给A／D转换器进行转换，然后通过计算机进行数据采集及数据... 详细信息

通过工程实际向大家详细介绍了脉动压强的量测技术与测量方法．在乌江构皮滩水利枢纽整体模型水垫塘底板上的应用与实验研究，就是利用点式脉动压力传感器通过放大器放大后，送给A／D转换器进行转换，然后通过计算机进行数据采集及数据处理．由此获得水垫塘底板上冲击区的时均压强及脉动压强特性：（l）在各种不同工况组合时，底板的时均动水压强值△Pmax／γ都小于165kPa（16．5m水柱），可作为动水冲击压强的控制指标；（2）水垫塘底板上的脉动压强最大均方根水柱σp，／γ＝4．23m，发生在表孔单独泄流校核洪水工况1，最大均方根值与最大时均压强值都发生在冲击点处，并沿程有规律的衰减．

关键词：水垫塘脉动压强数据采集水力学水压压强

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突扩式跌坎消力池脉动压强特性

南水北调与水利科技（中英文） 2021年第5期19卷 1007-1013,1023页

作者：张红梅刘经强张浩李树宁山东农业大学水利土木工程学院山东泰安271018

基于模型试验结果,研究突扩式跌坎消力池底板脉动压强特性,分析突扩式跌坎消力池及非突扩跌坎消力池底板脉动压强的幅值特性、相关特性和频谱特性。分析结果表明:突扩式和非突扩跌坎消力池底板脉动压强最大值均出现在池首位置,且呈沿程... 详细信息

基于模型试验结果,研究突扩式跌坎消力池底板脉动压强特性,分析突扩式跌坎消力池及非突扩跌坎消力池底板脉动压强的幅值特性、相关特性和频谱特性。分析结果表明:突扩式和非突扩跌坎消力池底板脉动压强最大值均出现在池首位置,且呈沿程衰减趋势;突扩式跌坎消力池能显著降低底板的脉动压强水平,突扩比1.3时最大值降低了63%,突扩比1.6时最大值降低了42%;突扩式和非突扩跌坎消力池底板脉动压强概率密度基本符合正态分布;在冲击区,突扩式跌坎消力池底板脉动压强空间积分尺度较非突扩式有显著降低,即其消力池内涡旋保持性有所降低;与非突扩式相比,突扩式跌坎消力池底板冲击区脉动压强优势频率向高频移动。

关键词：突扩式跌坎消力池脉动压强概率密度积分尺度主频

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不同掺气条件下底板水流脉动压强特性研究

南水北调与水利科技 2018年第1期16卷 170-175页

作者：张柱赵伟崔少军徐一民昆明理工大学电力工程学院昆明650000

针对水流掺气后对脉动压强特性的改变问题,基于矩形陡槽水工模型试验结果,分析了不同掺气设施及不同通气方式泄槽底板的脉动压力标准差沿程变化规律。分析结果表明,自掺气底板水流脉动压强沿程变化平稳;强迫掺气底板水流脉动压力明显增... 详细信息

针对水流掺气后对脉动压强特性的改变问题,基于矩形陡槽水工模型试验结果,分析了不同掺气设施及不同通气方式泄槽底板的脉动压力标准差沿程变化规律。分析结果表明,自掺气底板水流脉动压强沿程变化平稳;强迫掺气底板水流脉动压力明显增大,并在水舌冲击区呈单峰规律;单独底坎、单独侧坎和底侧联合坎三种掺气设施中,单独侧坎掺气对底板水流脉动压强影响最小。另外同种掺气设施下,增大流量、增大通气孔面积和采用分散进气方式都会增大泄槽底板的脉动压强。

关键词：模型试验掺气坎底板脉动压强通气孔

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溢流面板坝泄流脉动压强特性及其概化设计

人民黄河 2018年第5期40卷 116-121页

作者：俞伟唐新军卢廷浩新疆农业大学水利与土木工程学院新疆乌鲁木齐830052 河海大学岩土工程研究所江苏南京210098

依据模型试验观测的数据,对溢流面板坝泄槽的脉动压强特性进行了分析,结果表明:设有多道叠瓦形掺气槽的溢流面板坝泄槽,底板上的脉动压强和脉压系数沿泄槽顺流向下以波峰和波谷交替的形式出现;脉动能量主要集中在低频区内,出现的脉动压... 详细信息

依据模型试验观测的数据,对溢流面板坝泄槽的脉动压强特性进行了分析,结果表明:设有多道叠瓦形掺气槽的溢流面板坝泄槽,底板上的脉动压强和脉压系数沿泄槽顺流向下以波峰和波谷交替的形式出现;脉动能量主要集中在低频区内,出现的脉动压强谱密度主要有低频窄带和具有低频优势分量的宽带噪声谱两种类型。为便于对近似泄流条件下同类型泄槽脉动压强的效应进行分析与估算,提出了溢流面板坝泄槽脉动压强谱密度概化和脉动压强时域荷载的构造方法。

关键词：溢流面板坝泄槽叠瓦形掺气槽脉动压强脉压系数谱密度概化设计

逆坡倾角对管道水流粗颗粒输送脉动压强影响试验研究

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中国农村水利水电 2023年第2期 114-120,127页

作者：谭伟强来志强王仲梅赵连军张世宝华北水利水电大学水利学院河南郑州450045 黄河水利委员会黄河水利科学研究院河南郑州450003 水利部黄河下游河道与河口治理重点实验室河南郑州450003 河南省黄河流域生态环境保护与修复重点实验室河南郑州450003

管道输送时水流压强的脉动特性反映了管流紊动程度与紊动能量,对管道输送安全及稳定运行影响显著。本研究以管道清水粗颗粒输送为研究背景,通过自行设计的物理模型试验装置,模拟了不同管道逆坡倾角条件下粗颗粒泥沙的水力输送过程,分析... 详细信息

管道输送时水流压强的脉动特性反映了管流紊动程度与紊动能量,对管道输送安全及稳定运行影响显著。本研究以管道清水粗颗粒输送为研究背景,通过自行设计的物理模型试验装置,模拟了不同管道逆坡倾角条件下粗颗粒泥沙的水力输送过程,分析了不同逆坡倾角条件下管壁瞬时压强、时均压强、脉动压强振幅分布和频谱特性。试验结果表明,当管道逆坡倾角增大时,脉动压强的时均压强和瞬时峰值压强随倾斜角度的增大而减小;脉动峰值压强总趋势随倾斜角度的增大而增大;脉动压强的振幅分布符合高斯分布,随倾斜角度的增加,脉动压强的振幅逐渐增加。其概率密度函数形态从“高瘦”逐渐向“矮胖”发展;脉动压强的功率谱谱函数的优势频率主要集中在25 Hz的主频范围,随管道的倾斜角度增加,脉动压强的优势频率逐渐向较大频率的发展,总体变化较小。

关键词：管道水力输送固液两相流逆坡倾角脉动压强粗颗粒

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水垫塘冲击区掺气浓度对脉动压强作用的试验研究

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水利水电技术 2018年第4期49卷 70-75页

作者：马文韬杨红宣张功育赵伟王海军昆明理工大学电力工程学院云南昆明650500 云南秀川水利水电勘察设计有限公司云南昆明650021

采用水工模型试验,研究泄流进入水垫塘后在水垫塘底板冲击区内掺气浓度对脉动压强的作用。通过改变掺气量,使水垫塘内水体的掺气浓度发生变化,开展不同的掺气浓度对水垫塘冲击区底板脉动压强影响的研究。结果表明:在保持水垫深度和泄流... 详细信息

采用水工模型试验,研究泄流进入水垫塘后在水垫塘底板冲击区内掺气浓度对脉动压强的作用。通过改变掺气量,使水垫塘内水体的掺气浓度发生变化,开展不同的掺气浓度对水垫塘冲击区底板脉动压强影响的研究。结果表明:在保持水垫深度和泄流流量不变的情况下,增加掺气量,水垫塘冲击区同一测点水体掺气浓度值随掺气量的增加而增加。水垫塘冲击区内掺气浓度分布规律为在冲击点处达到最大值,由冲击点向上、下游递减;冲击区底板总动水压强的峰值随掺气量的增加而降低;脉动压强的方差值随掺气量的增加而减小,即脉动变幅减小。脉动压强的概率密度分布为正态分布,分布曲线随掺气量的增加而变陡、变窄,脉动强度系数分布集中,即方差变小,压强峰值减小,脉动强度减小。同一测点脉动压强的频谱分布规律一致,其优势频率集中在低频范围,随掺气量的增加,脉动幅值降低,即脉动压强降低。

关键词：水垫塘掺气浓度脉动压强概率密度频谱特性