水流脈動壁壓特性及其相似律研究.pdf

1、近年來，隨著高壩的不斷興建，泄洪消能防護結構因為水流脈動荷載的強烈作用而發(fā)生破壞的問題受到了極大的關注。目前在建和擬建的大壩，無一例外要對泄洪消能防護結構的穩(wěn)定性問題進行系統(tǒng)的研究。雖然對水流脈動荷載的研究已經(jīng)取得了一定成果，但是由于在理論上缺乏足夠的認識，許多決定結構安全性的關鍵數(shù)據(jù)仍然要通過相應的水工模型試驗來獲得。因此如何利用模型試驗結果來正確估計原型上的脈動荷載就成為工程上所關心的內(nèi)容。對于脈動壁壓在縫隙內(nèi)的傳播規(guī)律，理論計算還

2、只限于簡單邊界條件下的問題，而系統(tǒng)的試驗研究成果也比較少。本文將對這些問題進行深入的研究，具體內(nèi)容包括： (1)綜合流場影響理論和渦旋傳遞理論對脈動壁壓的成因與機理進行了探討，從N-S方程出發(fā)討論了脈動壁壓的相似性問題。 (2)對脈動壁壓相似律試驗結果的幅值特征進行了分析，內(nèi)容包括脈動壁壓強度、偏差系數(shù)、峰度系數(shù)、概率密度函數(shù)和特征函數(shù)等，并在分析結果的基礎上綜合研究了系列比尺模型脈動壁壓幅值特征的相似律問題。

3、(3)對脈動壁壓相似律試驗結果的相關特征及頻譜特征進行了分析，內(nèi)容包括自相關函數(shù)、時間積分尺度、瞬時空間相關函數(shù)、空間積分尺度和功率譜密度函數(shù)等，并在分析結果的基礎上綜合研究了系列比尺模型脈動壁壓相關特征和頻譜特征的相似律問題。 (4)對脈動壁壓在縫隙內(nèi)傳播規(guī)律試驗結果進行了分析，內(nèi)容包括縫隙內(nèi)脈動壓強沿程分布和縫隙寬度的影響，襯砌底板塊上下表面點脈動壓強特征、上下表面脈動荷載特征、脈動上舉力特征和脈動壁壓點面轉換關系等。