华北水利水电大学学报(自然科学版)

Journal of North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power

  • 潘纪顺教授简介

    <正>潘纪顺,男,河南省中牟县人,博士(后),教授,博士生导师。1992年毕业于桂林冶金地质学院(现桂林理工大学)物探系勘查地球物理专业,获工学学士学位。2002年毕业于中国科学技术大学地球与空间科学学院固体地球物理学专业,获理学硕士学位。2007年毕业于中国地震局地球物理研究所固体地球物理学

    2014年04期 v.35;No.135 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 423K]
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  • 明渠扩散段急流运动特性及调控方法研究综述

    孙东坡;李林昊;赵宝帅;李明佳;王宏飞;杨晓;

    依据文献分析了有限宽度水槽突然扩散、固定扩散角渐变扩散、无边界平板扩散和急流扩散4种典型明渠扩散段水流的共同流动特征.给出了有限宽度水槽突然扩散段水流宽度的沿程发展规律,以及在平底明渠急流扩散段设计时,为防止水流脱离的扩散角计算方法和突然扩展区急流扩散的边界方程;通过不同底坡比降的试验和原型资料分析,论述了陡坡扩散区水深沿程变化特点、沿程各断面横向分布规律,介绍了陡坡上水平扩散角的计算方法与扩散角最大值的存在.通过大扩散角水槽试验,发现在扩散段不同流态的过渡水流现象及稳定性不一样.上游来流为急流时,下游水跃进入扩散段就是水流失稳、主流偏转的开始;采用潜没式三角翼可以防止扩散段回流发生,提高过流均衡性.

    2014年04期 v.35;No.135 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 220K]
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  • 黄河中游水沙变化特征分析

    张丽;达朝媛;

    黄河具有水少、沙多、水沙关系不协调的特点,其治理的主要难题在于处理径流量和输沙量的关系.近60年来,黄河中游水沙关系加剧恶化.因此,揭示黄河中游水沙变化特征及其影响因素是水沙研究的首要任务.采用滑动平均法、Manner-Kendall检验法对比分析黄河中游4个主要水文站(龙门、花园口、华县、白家川)在1950—2010年的水沙变化趋势.结果表明:黄河中游水沙量呈显著减少趋势,尤其是20世纪70年代以后;气候变化、降雨、水利工程、水土保持措施等是水沙变化的主要驱动因素,人类活动正成为影响水沙变化的最根本因素.

    2014年04期 v.35;No.135 7-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 263K]
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  • 灌区地下水承载力风险评价

    屈吉鸿;石红旺;梁奇;周琨;

    灌区由于水文水资源条件、取用水规模等因素的不确定性,地下水承载力不可避免地存在风险.但现有评价方法均采用确定性模型,难以反映承载能力的可靠性.借鉴地下水开发利用风险的内涵,将灌区地下水承载力风险定义为受不确定性因素的影响,地下水承载的GDP、人口、粮食产量和污水排放量达不到期望效果的概率;选取地表水可利用量、地下水可利用量、引黄水可利用量、灌溉定额、人口增长率、GDP增长率、农业万元GDP用水量、工业万元GDP用水量、第三产业万元GDP用水量、城镇居民生活用水定额、农村居民生活用水定额11个风险因子,采用Monte Carlo随机模拟方法,建立灌区地下水承载力多目标风险评价模型,利用粒子群优化算法求解模型.应用该模型分析了人民胜利渠灌区2010,2015和2020水平年地下水承载力风险,其综合风险分别为0.334 2,0.458 9和0.576 2,表明地下水承载力达到期望效果的可能性呈现下降趋势.

    2014年04期 v.35;No.135 13-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 217K]
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  • 小砾山引水枢纽调配水的含沙量对河道淤积的影响

    沈建飞;俞学军;郑海洋;

    从钱塘江河口口门往城区调配水极大地改善了城区的水环境,但在调配水的同时也造成了河道淤积.通过小砾山引水枢纽大、中、小潮的实测含沙量资料,分析含沙量的变化特征,揭示调配水含沙量在半日潮周期、半月潮周期中的变化规律和随潮汐变化的关系.结果表明,钱塘江河口调配水应遵循潮汐变化规律,应在大、中潮汐高潮位2 h左右停止引水.

    2014年04期 v.35;No.135 19-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 120K]
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  • 基于ANSYS的预应力闸墩结构布置研究

    唐克东;孙留颖;

    采用大型有限元结构分析软件ANSYS对某泄洪闸预应力闸墩9种工况进行计算,了解闸室段的应力、应变分布规律,模拟预应力闸墩的预应力效果.对闸墩锚索的布置形式进行分析,评价各部位混凝土应力状态是否满足设计控制要求,并验证闸室段结构形式的合理性.证明了泄洪闸正常运用时,闸墩施加预应力可有效消除弧门推力在闸墩及锚块上产生的拉应力.但当泄洪闸、厂房永久结构缝设置一道止水时,闸墩支铰区及锚块局部仍存在大于C40混凝土抗拉标准强度的拉应力,左墩锚块部位的最大拉应力为3 172.9 kPa,闸墩支铰区最大拉应力为3 262.2 kPa;设置两道止水时,闸墩尤其是左墩内侧闸墩与底板交接线上部区域存在较大的拉应力,不能满足闸墩混凝土抗裂设计要求,为闸室分缝、结构配筋提供了依据.

    2014年04期 v.35;No.135 23-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 175K]
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  • 南水北调工程渠道衬砌反滤料的施工质量控制

    姚贤华;王静;王丹;王伟夙;

    依据南水北调工程中渠道衬砌反滤层的滤土和排水功能,进行了反滤料的原材料质量控制研究.改进了渠坡斜坡面检测中反滤料干密度的试验装置,使其成功应用于南水北调实际工程中.通过现场的碾压试验,确定了渠道衬砌反滤料施工的最佳含水率、碾压遍数、虚铺厚度等控制参数.最后给出了渠道衬砌反滤料施工过程质量控制要点和碾压施工工艺.

    2014年04期 v.35;No.135 27-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 136K]
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  • 小湾拱坝应力监测资料分析

    张世宝;李芳;

    小湾水电站以发电为主,兼顾防洪、灌溉和库区水运等.坝址处河谷基本对称,河谷深切呈"V"字型.为深入研究小湾拱坝坝体的动、静工作性态,对小湾拱坝坝体进行应力监测;根据应力监测资料进行徐变应力计算,得到实际应力,然后利用作图、特征值统计等定性时空分析方法推断出大坝应力无明显异常;通过分析统计结果以及压应力变量分离模型得到了应力的统计模型.

    2014年04期 v.35;No.135 31-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 172K]
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  • 基于模糊综合评价法的烟田水利设施经济评价

    刘增进;景佳佳;朱莎莎;

    介绍了模糊综合评价法应用于烟田排洪渠工程经济评价中的基本步骤,并在模糊综合评价中就各影响因子进行了定量分析.采用专家投票的方法建立模糊关系矩阵,运用模糊合成算子得出评价结果.通过对影响因子按其属性及评价目标进行了分类,可以更好地反映各因子之间的关系.结果显示模糊综合评价法在烟田排洪渠工程经济评价中产生了良好的效果.

    2014年04期 v.35;No.135 35-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 118K]
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  • 土地确权项目坐标系统设计与分析

    郭德普;尹小磊;万继志;

    在土地确权项目中,为了使边长投影长度变形量不超过2.5 cm/km,必须进行坐标系统的分析与设计.分析了变换中央子午线、改变投影面对投影变形造成的影响,通过计算,确定了任意带高斯投影坐标系、抵偿投影面高斯投影坐标系及抵偿投影面任意带高斯投影坐标系的适用条件与范围,从而为合理选择土地确权项目坐标系统提供帮助.

    2014年04期 v.35;No.135 39-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 96K]
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  • 不同尺寸混凝土楔入劈拉试件双K断裂韧度试验研究与理论分析

    胡少伟;谢建锋;

    为了研究不同尺寸的混凝土结构的断裂性能,设计了5组共20个不同截面高度的楔入劈拉试件进行混凝土断裂试验.改进了试验加载装置以抵消竖向力的作用,简化了分析计算.在双K断裂理论的基础上,采用应力强度因子叠加原理对不同截面高度的楔入劈拉试件的有效裂缝长度和双K断裂韧度进行了计算.试验结果表明:在200~700 mm设计的截面高度范围内,试件起裂荷载、失稳荷载及有效裂缝长度均随截面高度的增大而呈线性增大;起裂断裂韧度基本不受试件高度变化的影响;失稳断裂韧度在试件截面高度低于500 mm时表现出一定的尺寸效应,随试件高度增大而逐渐增大,当试件截面高度大于500 mm时其值趋于稳定,可认为是一个常数.

    2014年04期 v.35;No.135 43-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 151K]
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  • 基于XFEM的混凝土三点弯曲梁开裂数值模拟研究

    胡少伟;鲁文妍;

    扩展有限元法通过在相关节点的影响域上富集非连续位移模式,使对非连续位移场的表征独立于单元边界.采用扩展有限元法对单边切口混凝土三点弯曲梁进行数值模拟,混凝土采用最大主拉应力牵引损伤开裂准则和线性软化损伤模型,并将结果与试验进行对比,验证模型有效性.结果表明,扩展有限元法模拟值与试验值在起裂韧度、失稳韧度等方面存在差异,但总体相差不大.分析认为存在的差异主要是由于混凝土梁自重、支座摩擦力等原因造成,扩展有限元可有效模拟混凝土梁在含有初始裂缝情况下从加载到失稳破坏的全过程,获得裂纹萌生、扩展的过程及破坏形态.

    2014年04期 v.35;No.135 48-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 150K]
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  • 下承式桁架拱渡槽结构三维有限元分析

    陈爱玖;刘莉;王磊;陈萌;

    下承式桁架拱渡槽是南水北调中线工程中广泛采用的结构形式.采用三维有限元方法,结合南水北调中线工程昭北干下承式桁架拱渡槽结构设计,主要研究分析了两种工况下桁架拱结构的上弦杆、下弦杆和竖杆及上、下横系梁各杆件的应力和位移分布规律.结果表明,桁架拱结构位移和挠度较小,满足现行规范要求;各杆件均处于压应力或拉应力状态,且最大拉、压应力都小于混凝土容许值.

    2014年04期 v.35;No.135 52-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 162K]
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  • 电除尘区低温省煤器烟道导流优化的数值模拟

    王为术;路统;陈刚;姚明宇;杨智峰;

    为实现电除尘区低温省煤器的节能改造,利用FLUENT 6.3对电除尘区低温省煤器烟道的流场均化和导流优化设计进行了数值模拟研究.研究结果表明:电除尘区加装低温省煤器后烟道流场严重不均,存在回流和漩涡,局部速度高达26 m/s,最大速度偏差系数达90%,电除尘入口速度分布不均;导流板可有效改善烟道流场,削减回流与漩涡,换热管屏处速度偏差减小30%;电除尘入口烟气向下的平均速度分量由3 m/s削减至0.6 m/s,入口烟气分布趋向均匀;通过变工况数值分析,不同运行工况下的导流板作用变化不大,均具有良好的均流效果.此结果可为工程技术改造提供参考.

    2014年04期 v.35;No.135 57-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 191K]
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  • 基于改进PSO算法的光伏发电系统控制室的选址

    穆科磊;李金珏;钱俊良;靳玉凯;

    为解决我国西部无电村落供电问题,在这些地区引入了光伏发电.为了减少光伏发电建设投资和保证可靠供电,对控制室进行优化选址是非常重要的.针对控制室的选址问题,用传统的数学算法解决比较复杂,且不易实现最优,为此提出了改进粒子群算法进行控制室的选址.通过负荷分布情况及用电量情况建立目标函数和约束条件,利用惩罚函数法对约束条件进行处理,最后得到一个带有惩罚项但没有约束条件的目标函数,用MATLAB平台编程求解其最小值,完成所要搜寻优化问题的最佳结果.

    2014年04期 v.35;No.135 61-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 171K]
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  • 基于LabVIEW的水轮机同步顶升系统的模糊PID控制

    郝用兴;胡冬松;王超峰;李厚琨;

    根据轴流式水轮机转子静平衡需要,用电液比例技术设计出承载200 t的同步顶升系统,并建立系统的数学模型.以LabVIEW为控制平台,使用LabVIEW提供的模糊逻辑工具箱,构建顶升系统的自适应模糊PID控制器.在LabVIEW仿真环境中,对系统分别进行无控制器、PID控制器、模糊PID控制器的仿真.仿真结果表明,基于LabVIEW的控制系统具有良好的动态与静态控制精度.

    2014年04期 v.35;No.135 65-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 133K]
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  • 基于S函数实现的参数自整定模糊PID控制器

    鲁改凤;卢东伟;孟波;王佳;鞠阳;

    为使大时间延迟系统的控制性能得到改善,利用SIMULINK工具箱和S函数构造模糊控制系统的结构框图并进行仿真,通过编写S函数,将MATLAB和SIMULINK结合起来,实现参数自调整的复杂模糊控制系统的设计和高效仿真.将该控制器运用到隧道窑温度控制系统中,并取得了良好的控制效果.

    2014年04期 v.35;No.135 68-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 134K]
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  • 252kV母线结构的优化设计

    徐红军;徐燕;

    为了降低加工制造成本,基于Autocad进行了252 kV母线结构的改进设计,并基于ANSYS的静电场模块计算分析了252 kV母线结构改进前后的内部电场分布.改进后的252 kV母线结构在充气压力为0.3 MPa(表计)下,成功耐受住工频电压460 kV/min和雷电冲击电压1 050 kV的正负极性各15次的试验.改进后的结构提高了252 kV母线的绝缘裕度,降低了企业的生产成本,每年可节约成本100多万元.

    2014年04期 v.35;No.135 72-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 103K]
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  • 基于飞思卡尔单片机的光电智能小车设计

    夏斌;郭树满;郭朋彦;邹栋;张纯梁;满达;

    随着自动控制技术的飞速发展,无人化装备得到了越来越广泛的应用,智能车辆成为未来汽车产业的重要发展趋势.为实现车辆的无人操控功能,利用飞思卡尔单片机控制原理设计了一款光电智能小车.该车采用16位MC9S12XS128芯片作为主控制器,通过光电传感器采集道路信息,采用S-D5型号舵机实现小车转向,使用BTS7970半桥驱动芯片组成电机驱动模块,采用光电编码器实时监测车速,采用LM2940系列线性稳压芯片设计电源管理模块.主控制器对所采集的数据进行分析处理,并采用修正的PID控制算法调节驱动电机的转速和转向舵机的角度,实现对智能车行驶速度和运动方向的闭环控制,使其以设定的目标速度沿着道路快速稳定地自动行驶.

    2014年04期 v.35;No.135 75-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 214K]
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  • 以可靠性为中心的维修决策研究

    冯飞;张深逢;周勇;

    为提高现代设备维修的效率和节省维修成本,提出了以可靠性为中心的维修策略.针对现代设备涉及多学科领域、技术密集及复杂程度高的特点,阐述了以可靠性为中心的维修策略,按照该维修策略实施的7大逻辑步骤,制定了针对现代设备维修的实施方案,制作出维修逻辑决策图和科学、完整的维修大纲.以南京某数控机床为例,用可靠性为中心的维修策略进行维修,结果表明,该策略可以减少维修时间,降低维修成本,对于提高企业的经济效益具有实际意义.

    2014年04期 v.35;No.135 79-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 226K]
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  • 基于对流项的不同非线性差分格式的稳定性

    胡庆云;王船海;

    对对流项的处理是水动力学方程计算模拟格式稳定性的关键.针对非线性对流项的不同离散格式,依据稳定性定义,导出误差传播矩阵.通过计算得到稳定域和增长系数,描绘出稳定性图像.稳定域越大、增长系数越小,差分格式的稳定性就越好.据此对常见的差分格式进行稳定性分析、比较和判别.指出初边值条件对稳定性有影响,且边值条件的变化越激烈,稳定性越差.计算的总时长对稳定性也有影响.

    2014年04期 v.35;No.135 85-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 368K]
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  • 地质资源与地质工程博士学位授权学科——地球物理勘查技术及应用

    <正>本研究方向主要开展环境、水文和工程地球物理勘探的理论与方法研究,突出水利水电工程物探特色,充分运用地球物理学、数学、计算机科学、信息学、地质学等学科的新理论和新方法,在地球物理勘探理论与工程技术运用领域具有独特的优势。在地球物理理论研究方面,运用射线追踪法和有限差分法对地震波场的正演计算理论

    2014年04期 v.35;No.135 93页 [查看摘要][在线阅读][下载 367K]
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