一、南水北调中线工程倒虹吸管道水力学试验研究（论文文献综述）
刘运飞,赖跃强,姜小兰,黄玲[1]（2021）在《水利科技期刊在南水北调工程中发挥的科技支撑作用——以《长江科学院院报》为例》文中进行了进一步梳理为了解水利科技期刊在南水北调工程中发挥的科技支撑作用,并明确下一步对前沿研究领域的报道方向,以《长江科学院院报》为例,通过分析其刊载的相关学术论文,发现:南水北调科研成果贯穿该工程前期规划、设计论证、施工和运行整个过程,为南水北调中线工程丹江口大坝加高、陶岔引水闸、穿黄隧洞、渡槽等水工建筑物结构的设计,总干渠岩土力学问题的治理,冰期安全输水方案的确定,水源地水质保护法规的立法等提供了科技支撑;报道的内容以南水北调中线一期工程的水利科研成果为主,但对南水北调中线二期、东线一期和西线工程的水利科研成果鲜有报道。由此可见,水利科技期刊还将继续积极组织、报道和宣传相关科研成果,为南水北调工程正在推进的东、中线后续工程规划建设和西线工程规划方案的比选论证及其理论创新和科技进步搭建学术研究交流的平台。
李松平,赵玉良,何芳婵,赵雪萍,王建华,袁群[2]（2021）在《南水北调中线小庄沟倒虹吸流态优化和冲刷试验》文中研究指明南水北调中线总干渠左岸排水倒虹吸众多,倒虹吸布置合理与否直接关系左岸防洪和总干渠安全。为验证小庄沟倒虹吸布置的合理性,采用1:25的正态模型,系统研究了倒虹吸的过流能力、进出口布置合理性、管内淤积情况等。通过对进出口体形的优化修改,有效规避了四面进流不利流态,减少了进口旋涡,减轻了下游冲刷,大大提升了倒虹吸的过流能力,解决了左岸防洪问题。
刘克浩[3]（2020）在《某排洪倒虹吸泥沙於堵规律研究》文中研究说明排洪倒虹吸在排泄沥涝等方面发挥着巨大的作用,由于夏季雨季多发,降水增多,导致岸坡泥土被冲刷,携带大量的泥沙流入河道,涌入倒虹吸。使得管内泥沙逐渐增多,不断淤积,致使倒虹吸洞内排洪不畅。本文通过对某排洪倒虹吸物理模型进行试验研究,进一步分析倒虹吸管内的淤堵规律,并提出相应的解决措施。主要开展以下研究:针对模型在校核流量20.08L/s与设计流量13.59L/s的水沙条件,总结了排洪倒虹吸在流量较大,处于满管状态时,管内的流速变化规律,并结合试验中的水流状态和停水后管内的淤积深度进行对比。分析结果表明,在上游来水流量较大时,倒虹吸管内不会发生淤积。为此将模型流量调整到原型十年一遇及以下流量,开展了在不同水沙条件下排洪倒虹吸管内流速,淤积深度,进出口水位的数据测量。分析数据结果表明,倒虹吸处于不满管状态时,水流在模型管折弯处的紊乱及水平段过水断面面积的增加,使得折弯处流速与进水口流速相比减小,塑料沙因此大面积淤积在倒虹吸的折弯处及中间管段。当增加上游来水流量或减小含沙量时,倒虹吸的淤堵现象明显减弱,发生淤积严重的位置缩减到折弯处。同时对已经淤积的倒虹吸进行加大上游来水流量进行冲淤取得明显的清淤效果。研究了在倒虹吸排洪过程中下游排水渠道水沙变化规律。试验结果表明,流量为2.04L/s时,随着倒虹吸出水口含沙量的增加,排水渠道内的水流挟沙力较小,使得渠道的淤积深度及面积增加较多;对于流量3.05L/s,渠道的淤积深度减小,范围缩小;流量为5.27L/s时,渠道水流挟沙力较大,渠道内塑料沙的淤积深度及范围主要增加在渠道的尾端。当上游倒虹吸含沙量一定时,随着流量的增加,渠道的淤积深度、水深值都在减小。
张倩倩[4]（2018）在《大型预应力倒虹吸结构施工病害与补强技术研究》文中研究表明倒虹吸管是输水工程穿越河道、山谷、凹地、或其他障碍物经常采取的压力输水管道,是一种渠道交织建筑物,是灌区配套工程中的主要建筑物之一。随着水利工程的成长,长距离输水工程的范围逐步加大,当输水工程穿越河流或低谷时,常采取倒虹吸管结构。为确保结构的安全,工程中常采用预应力倒虹吸。由于预应力施工工艺复杂且倒虹吸工作环境具有一定的腐蚀性,因而倒虹吸结构易发生开裂及渗漏病害。本文以沁河倒虹吸实际工程为背景,研究倒虹吸常见的施工病害:（1）钢绞线张拉不到位,有效预应力实测值与设计值相差较大;（2）部分波纹管孔道堵塞,钢绞线没法张拉,提出相应的补强办法。采用大型通用有限元软件ANSYS模拟倒虹吸波纹管堵塞,研究波纹管堵塞位置识别方法,分别计算六种工况时不同补强措施下倒虹吸力学性能,比较分析加固方案的可行性。主要研究内容和结论如下:首先,研究波纹管堵塞位置识别方法。采用ANSYS建立三维有限元模型,模拟倒虹吸不同位置堵塞,确定理论伸长量与实际伸长量之间的修正系数,给出波纹管堵塞位置与实测伸长量关系表达式,通过实测伸长量确定波纹管堵塞位置。其次,以倒虹吸水平管身段为例,计算六种工况下管身结构及顶板、底板、竖墙的应力状态,分析能否满足相关的设计要求。最后,模拟当波纹管堵塞后,采用粘贴碳纤维布加固法和增设预应力筋法加固倒虹吸,比较分析不同的加固方案下管身、顶板、底板、竖墙应力,验证倒虹吸加固方案的可行性,为实际工程中倒虹吸波纹管堵塞加固技术方案提供参考。
牛津[5]（2018）在《南水北调工程箱形倒虹吸非线性有限元分析》文中提出南水北调工程的修建是即三峡工程之后又一造福人类的特大工程,成为全国人民关注的热点。南水北调工程现已经修建完毕并启动运行,它不仅有效的缓解了我国北方水资源的压力,而且还为沿途的地方人民造福牟利,同时也成为中国南北之间的一条风景线。在南水北调工程中大型倒虹吸结构作为一种立体交叉水工输水建筑物而被广泛的运用,且以渠道、河流倒虹吸居多。有的还处于一定深度的埋深。保证在未来可能遇到的动荷载和偶然荷载作用下安全地的运行将关系着它给国家带来的直接影响。而倒虹吸则是采用钢筋混凝土浇筑而成,因此为确保结构的稳定和安全,模拟研究箱型倒虹吸结构的非线性有限元分析也是有意义的。倒虹吸作为一个薄壁结构水工输水建筑物,而大多数是埋藏在地下,加上上部还有其他建筑物的荷载,是和其他不同类材料相接触的结构,因此在材料非线性上也是有很大的区别,在受到外部冲击作用影响条件下结构相对更容易产生较大的内力、变形,进而发生不平衡弯矩,产生不同程度的裂缝,从而威胁到倒虹吸结构的稳定,大大加重了结构的承载,减短了使用寿命,降低了耐久性。论文运用了功能庞大的有限元分析软件ANSYS作为模拟工具,以南水北调中线工程某箱型倒虹吸结构为研究对象,建立钢筋混凝土整体式模型,一一对结构管身可能发生5种的工况和结构、改变设计方案的结构管身分析和周围土体的耦合分析进行建模研究,分析管身结构时将上部土体简化为均布荷载施加在结构顶板上,根据非线性理论,分析了管身结构和周围土体的应力和变形。本文的主要研究内容和结论如下:（1）介绍有限元基本理论,概述钢筋混凝土本构模型和破坏准则,在有限元分析模型建立过程中钢筋的处理方式。（2）依据结构管身所处的条件和研究成果可以得到5种工况中,管身结构各部位最大拉、压应力值都在规范要求的范围之内,结构管身出现裂缝的位置和裂缝大小,并提出了避免出现裂缝的可行性建议,还得到结构的最不利情况为完建期工况和检修工况（边孔检修、中孔检修）。（3）改变后的方案和原设计方案的分析结果比较得到,跨度过大对结构稳定不利,结构产生较大的拉应力,倒角产生较大的压应力,多区域的裂缝,使结构产生多区域的垂直裂缝,裂缝深度增大。因此在设计方案时应避免出现此类状况的发生,避免设计结构跨度大,荷载较大的情况。
付辉,郭新蕾,杨开林,郭永鑫,王涛[6]（2017）在《南水北调中线工程典型倒虹吸进口上游垂向流速分布》文中指出倒虹吸是输水工程中常见的水工建筑物,研究倒虹吸进口上游的垂向流速分布是明晰其水力学性能的重要内容之一。以南水北调中线工程典型的唐河倒虹吸为研究对象,通过水力学概化模型试验,运用声学多普勒流速仪,实测不同水深和流量组合工况下倒虹吸进口上游的垂向流速分布。试验结果表明,受倒虹吸进口结构的影响,上游垂向流速分布呈现出明显的顶部流速降低和底部流速增加的现象,且淹没度越大、距离倒虹吸进口越近,上述趋势越显着;采用明渠对数型流速分布描述上述垂向流速分布时,其计算误差呈抛物线型分布,采用指数项修正后,新的修正公式可用于计算倒虹吸进口上游垂向流速分布。
路豪杰[7]（2017）在《基于ANSYS的钢筋混凝土倒虹吸非线性有限元分析及优化设计》文中进行了进一步梳理倒虹吸管作为应用广泛的交叉工程和重要的隐蔽工程,在国际上素有生命线工程之称,其结构的应力、变形与外形尺寸、填土厚度、填土性质、初始边界条件等因素之间存在着复杂的相互作用,而且除满足正常输水要求外,对结构进行合理的设计也十分必要。因此,为保证整个结构体系的稳定、安全和经济性,对倒虹吸结构和周围土体进行合理的分析和计算,进而对结构进行优化设计就显得尤为重要。本文基于数值模拟法,以黑龙江省依安农场河北灌区主干渠穿西太平川沟倒虹吸工程为研究对象,通过运用有限元分析软件ANSYS,首先对工程运行中遇到的5种工况,采用钢筋混凝土的整体式模式,建立原设计方案下的管身和周围土体的三维实体模型,分别分析管身和周围土体的应力和变形。其次结合分析得到的管身应力值,对倒虹吸的初始断面及配筋进行优化,并利用分离式的配筋形式,对优化后的倒虹吸管身进行两种较不利工况下的模拟分析,验证改进后设计方案的可靠性,对比优化前后的工程量和造价,分析其经济性。本文的主要研究内容和结论如下:（1）介绍有限元的基本原理及分析过程、ANSYS的求解步骤,分别总结概括混凝土、钢筋、土体三种材料的本构关系和破坏准则及钢筋混凝土有限元分析中钢筋的处理方式。（2）根据原设计方案中管身的有限元分析结果,可得出在工程运行的5种工况中,管身混凝土最大拉、压应力均远未超过其设计值且有较大的富余,管身较不利工况出现在管内无水的完建和检修工况。（3）根据原设计方案中管身周围土体的有限元分析结果,可得出在不同工况下,土体整体是稳定的,最大沉降量发生在完建期,位于管身两侧回填土的自由表面处,其值为16.2 mm。管身整体沉降均匀,最大下沉量约为10.3 mm,满足倒虹吸管对地基沉降量的设计要求。管身地基最大压应力值为114 k Pa,地基承载力较好,满足本工程地基承载力的设计要求。（4）结合ANSYS数值模拟得到的洞身应力值,对初始的倒虹吸结构进行优化设计,根据改进后结构的有限元分析结果,可以发现优化后的倒虹吸结构是安全的。通过对比优化前后的工程造价,发现改进后的设计方案可以使造价大幅降低。
于腾[8]（2017）在《高水头、长距离倒虹吸管水力特性及结构稳定性研究》文中指出本文依托青海引大济湟北干二期引胜沟倒虹吸工程为背景,首先利用专业流体计算软件FLUENT对倒虹吸整体模型进行了设计工况运行条件下数值模拟,分析其水力特性,其次通过MPCCI平台建立FLUENT与ABAQUS耦合接口,利用有限元软件对倒虹吸最底部管段的三维模型进行了设计工况运行条件时的双向流固耦合计算,分析倒虹吸最底部管段的应力和应变特性。计算研究结果主要表明:（1）稳定状态时进、出口段最高水位分别为2712.8m和2705.8m,数值计算的水头损失值与理论计算结果很接近,相对误差为4.1%。（2）进水口段最大流速为9.6m/s位于进水口段排气孔位置,管轴位置流速最大为1.9m/s,向管壁附近减小至1.3m/s,倒虹吸斜管或弯管段最大流速偏离管轴心位置向下,最大压强2.72MPa位于倒虹吸最底部。（3）水位上升过程中倒虹吸2#管段顶部内存在气囊,无法自行排出,需在2#与3#管段衔接处设置综合补排气阀排气,减小管道振动。（4）倒虹吸最底部管段结构静力计算结果显示最大应力出现在镇墩与管道的衔接的边缘顶部和底部,其值为13.2MPa;最大位移出现在管道和支墩间隔的中间位置竖直向下,其值为0.0027m。（5）倒虹吸最底部管段结构双向流固耦合计算结果显示,管道在初始阶段存在强烈的振动,期间最大应力95.3MPa,最大位移0.084m,稳定后的最大应力76.4MPa,最大位移0.004m,模态分析结果表明管道最小共振频率为1.6071赫兹。
李明佳,王鹏涛,刘明潇,韩力球[9]（2014）在《南水北调总干渠穿沁倒虹吸工程水力计算》文中研究表明结合南水北调总干渠穿沁倒虹吸工程水文地质条件和相关工程规范,对河道壅水以及行洪口门冲刷深度进行水力计算,初步确定了穿沁倒虹吸长度。同时对不同流量下倒虹吸的水头损失进行水力计算,得到流量与水头损失的关系。根据水力计算成果再对倒虹吸布置进行校核,对倒虹吸工程的合理设计具有一定价值,也可为类似工程设计提供参考。
苗卫明[10]（2014）在《南水北调肖河东沟倒虹吸三维有限元分析》文中指出南水北调中线工程是世界水利项目中最伟大的工程之一，把水资源从相对比较丰富的长江流域通过输水明渠调集到水资源日趋贫瘠的京、津、冀地区，可以有效改善北方地区的水资源配置和生态环境。总干渠与河道相交时往往采用修建倒虹吸工程进行处理，而河道排水倒虹吸又是倒虹吸工程中数量最多、分布最广的一种结构。现在对这种建筑物的研究主要还停留在管身断面的优化设计和进出口的优化布置阶段，对于管身结构在不同工况下的应力状态以及管身四周回填土的应力、应变及沉降量的研究还很少，本人为了更好的了解和研究河道倒虹吸这种南水北调工程中特有的建筑物，故提出了河道倒虹吸管身及其周围回填土三维有限元分析的课题。国内外研究学者对倒虹吸这种地下建筑物进行分析研究，大多采用数值模拟方法进行模拟，同时证明了数值模拟研究的准确性和合理性。本文以南水北调中线工程宝丰至郏县段肖河东沟河道倒虹吸工程为背景，分别选取了水平管身段和最大埋深管身段两个最不利部位，运用大型通用型软件ANSYS，建立了管身与周围回填土的三维模型，进行了非线性有限元数值模拟研究，并获得了较为合理的成果。首先系统、详细的阐述了非线性弹塑性的基本理论和混凝土、钢筋、土体三种材料的主要本构模型和屈服准则，以及钢筋混凝土材料进行有限元分析时钢筋的处理方式。然后分别计算了水平管身段在六种工况下和最大埋深管身段在三种工况下，管身结构的应力状态和管身周围土体的位移和应力状态。最后，分析了管身在最不利工况下容易出现裂缝的位置，以及管身基底换填的15%水泥土和底层泥质砂岩的承载力都能否要求相关的设计要求，为以后相关工程设计工作提供了一定的参考价值。
二、南水北调中线工程倒虹吸管道水力学试验研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、南水北调中线工程倒虹吸管道水力学试验研究（论文提纲范文）
（1）水利科技期刊在南水北调工程中发挥的科技支撑作用——以《长江科学院院报》为例（论文提纲范文）
| 1 南水北调工程概况 |
| 2 《院报》在南水北调工程中发挥的科技支撑作用 |
| 2.1 土力学专业方面 |
| 2.2 河流泥沙专业方面 |
| 2.3 水工结构与材料专业方面 |
| 2.4 水力学专业方面 |
| 2.5 水资源与环境专业方面 |
| 2.6 其他研究领域 |
| 3 结论与建议 |
（2）南水北调中线小庄沟倒虹吸流态优化和冲刷试验（论文提纲范文）
| 1 试验设计 |
| 1.1 模型比尺与范围 |
| 1.2 模型制作 |
| 1.3 进出口体形设计 |
| (1)体形1。 |
| (2)体形2。 |
| (3)体形3。 |
| 2 试验概况及结果分析 |
| 2.1 泄流能力 |
| 2.2 水流流态 |
| (1)体形1。 |
| (2)体形2。 |
| (3)体形3。 |
| 2.3 水流流速 |
| 2.4 压力分布 |
| 2.5 冲刷淤积研究 |
| 2.5.1 防冲槽以下冲刷试验 |
| 2.5.2 管内沙粒起动流速研究 |
| 2.5.3 管内淤积试验 |
| 3 结 语 |
（3）某排洪倒虹吸泥沙於堵规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的与意义 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 倒虹吸工程研究 |
| 1.3.2 倒虹吸水力特性 |
| 1.3.3 数值模拟在倒虹吸中的应用 |
| 1.3.4 有限元分析 |
| 1.3.5 倒虹吸淤积问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 技术路线图 |
| 第2章 物理模型的设计与制作 |
| 2.1 模型相似准则 |
| 2.1.1 几何相似 |
| 2.1.2 水流运动相似 |
| 2.1.3 泥沙运动相似 |
| 2.1.4 沉降相似 |
| 2.2 工程概况 |
| 2.3 模型范围与比尺 |
| 2.3.1 模型范围的确定 |
| 2.3.2 模型比尺的确定 |
| 2.3.3 模型沙的选择 |
| 2.3.4 试验工况 |
| 2.4 测控仪器设备 |
| 2.5 模型制作与测点布置 |
| 2.6 试验验证 |
| 2.6.1 毕托管浑水测速验证 |
| 2.6.2 模型管内流速初步测量 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 倒虹吸管内淤积规律试验 |
| 3.1 洞内淤积问题分析 |
| 3.2 洞内过流情况 |
| 3.3 倒虹吸过流实验 |
| 3.4 小水试验研究 |
| 3.4.1 清水无沙管内流速对比分析 |
| 3.4.2 不同工况下倒虹吸试验结果分析 |
| 3.4.3 上游不同含沙量对倒虹吸的影响 |
| 3.4.4 上游来水流量对倒虹吸的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 倒虹吸对下游排水渠道的影响 |
| 4.1 上游来水流量对渠道的影响 |
| 4.2 不同含沙量对排水渠道影响研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 科研成果 |
（4）大型预应力倒虹吸结构施工病害与补强技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 倒虹吸研究意义 |
| 1.2 倒虹吸结构的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 预应力倒虹吸施工病害 |
| 2.1 预应力倒虹吸常见病害 |
| 2.1.1 进口段常见病害 |
| 2.1.2 管身段常见病害 |
| 2.2 施工病害一 |
| 2.2.1 预应力伸长量偏小的主观原因分析 |
| 2.2.2 预应力伸长量偏小的客观原因分析 |
| 2.3 施工病害二 |
| 2.3.1 波纹管堵塞的原因 |
| 2.3.2 波纹管堵塞位置判断 |
| 2.3.4 堵塞位置识别 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 预应力倒虹吸结构有限元分析 |
| 3.1 工程概况 |
| 3.2 建立有限元模型 |
| 3.2.1 确定模型尺寸 |
| 3.2.2 单元的选取 |
| 3.2.3 网格划分 |
| 3.2.4 预应力筋自由度耦合 |
| 3.2.5 位移边界条件 |
| 3.3 材料参数的选取 |
| 3.3.1 混凝土的材料参数 |
| 3.3.2 预应力钢绞线的材料参数 |
| 3.3.3 土体的材料参数 |
| 3.4 工况的选取 |
| 3.5 荷载的计算 |
| 3.5.1 土压力的计算 |
| 3.5.2 水压力的计算 |
| 3.6 计算结果分析 |
| 3.6.1 管身计算结果的分析 |
| 3.6.2 预应力筋计算结果的分析 |
| 3.6.3 顶板计算结果的分析 |
| 3.6.4 底板计算结果的分析 |
| 3.6.5 竖墙计算结果的分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 波纹管堵塞有限元分析 |
| 4.1 有限元模型的建立 |
| 4.1.1 模型堵塞位置的确定 |
| 4.1.2 生死单元的应用 |
| 4.1.3 自由度耦合与边界约束 |
| 4.2 堵塞前后计算结果分析 |
| 4.2.1 底板位置堵塞前后计算结果分析 |
| 4.2.2 顶板位置堵塞前后计算结果分析 |
| 4.2.3 竖墙位置堵塞前后计算结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 波纹管堵塞加固有限元分析 |
| 5.1 粘贴碳纤维布加固方法 |
| 5.1.1 单元模拟分析 |
| 5.1.2 预应力施加 |
| 5.1.3 碳纤维布自由度耦合与边界约束 |
| 5.1.4 底板计算结果应力分析 |
| 5.1.5 顶板计算结果应力分析 |
| 5.1.6 竖墙计算结果应力分析 |
| 5.2 相邻孔道增加预应力筋加固法 |
| 5.2.1 底板计算结果应力分析 |
| 5.2.2 顶板计算结果应力分析 |
| 5.2.3 竖墙计算结果应力分析 |
| 5.2.4 两种补强效果比较 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）南水北调工程箱形倒虹吸非线性有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 倒虹吸结构的研究现状 |
| 1.2.1 结构力学法 |
| 1.2.2 模型试验法 |
| 1.2.3 有限元法 |
| 1.3 现状研究中呈现的弊端 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 有限元分析理论 |
| 2.1 应力场的有限元法 |
| 2.1.1 单向应力状态的应力应变关系 |
| 2.1.2 复合应力条件下应力应变关系 |
| 2.1.3 单元应力计算 |
| 2.2 非线性有限元分析理论 |
| 2.2.1 非性线有限元理论 |
| 2.2.2 本构关系 |
| 2.2.3 非性线方程解法 |
| 2.2.4 计算软件简介 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 箱形倒虹吸模型建立及工况计算 |
| 3.1 工程概况 |
| 3.2 模型尺寸确定与模型建立 |
| 3.2.1 模型尺寸的确定 |
| 3.2.2 模型建立及材料属性 |
| 3.3 网格划分 |
| 3.3.1 单元类型的选取 |
| 3.3.2 边界条件 |
| 3.3.3 网格划分及尺寸控制 |
| 3.4 工况计算 |
| 3.4.1 荷载计算 |
| 3.4.2 计算结果汇总 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 箱型倒虹吸结构有限元计算结果及分析 |
| 4.1 非线性有限元求解 |
| 4.2 计算结果及分析 |
| 4.2.1 完建期工况 |
| 4.2.2 正常运行期工况 |
| 4.2.3 洪水期工况 |
| 4.2.4 检修期(中孔检修)工况 |
| 4.2.5 检修期(边孔检修)工况 |
| 4.3 改变设计方案的分析结果 |
| 4.3.1 完建期工况 |
| 4.3.2 检修期工况 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结构和土体耦合有限元分析 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 模型建立 |
| 5.2.1 建立模型 |
| 5.2.2 网格划分 |
| 5.2.3 边界条件及荷载计算 |
| 5.3 计算结果 |
| 5.3.1 完建期 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（6）南水北调中线工程典型倒虹吸进口上游垂向流速分布（论文提纲范文）
| 1 明渠垂向流速分布计算公式 |
| 2 试验布置 |
| 3 垂向流速分布特点和计算误差分析 |
| 4 垂向流速分布计算 |
| 5 结论 |
（7）基于ANSYS的钢筋混凝土倒虹吸非线性有限元分析及优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的与意义 |
| 1.3 倒虹吸结构的研究现状 |
| 1.4 倒虹吸结构研究存在的主要问题 |
| 1.5 研究的主要内容和技术路线 |
| 1.5.1 本文主要研究内容 |
| 1.5.2 研究的技术路线 |
| 2 有限元分析基本原理 |
| 2.1 有限元法概述 |
| 2.1.1 有限元法简介 |
| 2.1.2 有限元法的特点 |
| 2.1.3 有限元法的分析过程 |
| 2.2 ANSYS有限元分析软件 |
| 2.2.1 ANSYS软件简介 |
| 2.2.2 ANSYS软件求解步骤 |
| 2.3 非线性有限元分析 |
| 2.4 钢筋混凝土的非线性分析 |
| 2.4.1 混凝土的本构模型 |
| 2.4.2 混凝土的破坏准则 |
| 2.4.3 钢筋的本构关系 |
| 2.4.4 钢筋混凝土有限元模型 |
| 2.5 土体的非线性分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 倒虹吸非线性有限元分析 |
| 3.1 工程概述 |
| 3.1.1 工程基本情况 |
| 3.1.2 工程水文、地质条件 |
| 3.1.3 工程布置 |
| 3.2 有限元模型的建立 |
| 3.2.1 建立模型 |
| 3.2.2 选取单元类型和定义材料参数 |
| 3.2.3 网格划分 |
| 3.2.4 边界约束条件 |
| 3.3 工况的确定和荷载的计算 |
| 3.3.1 工况的确定 |
| 3.3.2 荷载计算 |
| 3.4 非线性求解的设置 |
| 3.5 结果分析 |
| 3.5.1 管身结果分析 |
| 3.5.2 周围土体结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 倒虹吸结构优化设计 |
| 4.1 倒虹吸结构优化设计方案 |
| 4.2 有限元计算模型 |
| 4.2.1 模型的建立 |
| 4.2.2 参数的选取 |
| 4.2.3 单元划分及约束加载 |
| 4.3 结果分析 |
| 4.3.1 完建工况 |
| 4.3.2 检修工况 |
| 4.3.3 工程造价对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 研究结论 |
| 5.2 研究不足和展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（8）高水头、长距离倒虹吸管水力特性及结构稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及创新点 |
| 第2章 流体计算及流固耦合基本方法理论 |
| 2.1 计算流体力学基本理论 |
| 2.1.1 流体力学研究方法 |
| 2.1.2 流体动力学控制方程 |
| 2.1.3 湍流模型 |
| 2.1.4 多相流模型 |
| 2.1.5 网格类型 |
| 2.1.6 边界条件 |
| 2.2 模态分析理论和方法 |
| 2.3 流固耦合分析理论和方法 |
| 2.3.1 弹性体的结构动力学方程 |
| 2.3.2 流固耦合求解方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 倒虹吸水头损失理论分析 |
| 3.1 基本参数及方法 |
| 3.1.1 雷诺数 |
| 3.1.2 相对粗糙度 |
| 3.1.3 实用管道穆迪图 |
| 3.1.4 达西-魏斯巴赫公式 |
| 3.1.5 沿程水头损失计算 |
| 3.1.6 局部水头损失计算公式 |
| 3.2 水头损失理论计算 |
| 3.2.1 沿程水头损失计算 |
| 3.2.2 局部水头损失计算 |
| 3.3 过流能力判定 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 倒虹吸整体管段水力特性三维数值分析 |
| 4.1 计算模型参数 |
| 4.2 水相分布分析 |
| 4.3 速度分布 |
| 4.4 压强分布 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 倒虹吸最底部管段三维结构稳定性分析 |
| 5.1 有限元计算模型 |
| 5.2 计算参数及允许应力 |
| 5.3 明管布设无过水时静力分析 |
| 5.4 明管布设时模态分析 |
| 5.5 明管布设双向流固耦合分析 |
| 5.5.1 应力分析 |
| 5.5.2 位移分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）南水北调总干渠穿沁倒虹吸工程水力计算（论文提纲范文）
| 1 工程概况 |
| 2 工程区地质条件 |
| 2.1 地形地貌 |
| 2.2 水文地质条件 |
| 3 倒虹吸长度水力计算 |
| 3.1 倒虹吸工程上游河道壅水计算 |
| 3.2 行洪口门冲刷深度 |
| 3.3 河道行洪口门的宽度与渠倒虹长度的关系 |
| 4 倒虹吸管道过流损失的水力计算 |
| 5 结语 |
（10）南水北调肖河东沟倒虹吸三维有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 倒虹吸工程研究背景 |
| 1.1.1 南水北调中线工程简介 |
| 1.1.2 倒虹吸工程的应用 |
| 1.2 倒虹吸工程简介 |
| 1.2.1 倒虹吸管的构造 |
| 1.2.2 倒虹吸管的布置形式 |
| 1.3 倒虹吸结构的研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 钢筋混凝土非线性有限元分析原理 |
| 2.1 数值模拟方法概述 |
| 2.1.1 有限单元法的特点 |
| 2.1.2 有限元法求解 |
| 2.2 非线性有限元分析 |
| 2.3 钢筋混凝土的非线性分析 |
| 2.3.1 非线性弹性模型 |
| 2.3.2 弹塑性模型 |
| 2.3.3 内时模型 |
| 2.3.4 钢筋的本构关系 |
| 2.4 土体的非线性分析 |
| 2.5 钢筋混凝土结构有限元模型 |
| 2.5.1 分离式模型 |
| 2.5.2 组合式模型 |
| 2.5.3 整体式模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 水平管段非线性有限元分析 |
| 3.1 工程概况 |
| 3.1.1 概述 |
| 3.1.2 水文、地质条件 |
| 3.1.3 工程结构概况 |
| 3.2 有限元模型的建立 |
| 3.2.1 模型尺寸的确定 |
| 3.2.2 单元的选取 |
| 3.2.3 网格划分 |
| 3.2.4 边界条件 |
| 3.3 材料参数的选取 |
| 3.3.1 混凝土的材料参数 |
| 3.3.2 钢筋的材料参数 |
| 3.3.3 土体的材料参数 |
| 3.4 工况的选取与荷载的计算 |
| 3.5 非线性加载和求解分析选择 |
| 3.6 结果分析 |
| 3.6.1 管身计算结果的分析 |
| 3.6.2 周围土体计算结果的分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 最大埋深处管段非线性有限元分析 |
| 4.1 有限元模型的建立 |
| 4.1.1 模型尺寸的确定 |
| 4.1.2 模型参数 |
| 4.1.3 网格划分 |
| 4.1.4 边界条件 |
| 4.2 工况的选取与荷载的计算 |
| 4.3 结果分析 |
| 4.3.1 管身计算结果的分析 |
| 4.3.2 周围土体计算结果的分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简历 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
四、南水北调中线工程倒虹吸管道水力学试验研究（论文参考文献）
- [1]水利科技期刊在南水北调工程中发挥的科技支撑作用——以《长江科学院院报》为例[J]. 刘运飞,赖跃强,姜小兰,黄玲. 黄冈师范学院学报, 2021(06)
- [2]南水北调中线小庄沟倒虹吸流态优化和冲刷试验[J]. 李松平,赵玉良,何芳婵,赵雪萍,王建华,袁群. 人民黄河, 2021(04)
- [3]某排洪倒虹吸泥沙於堵规律研究[D]. 刘克浩. 河北工程大学, 2020(04)
- [4]大型预应力倒虹吸结构施工病害与补强技术研究[D]. 张倩倩. 华北水利水电大学, 2018(12)
- [5]南水北调工程箱形倒虹吸非线性有限元分析[D]. 牛津. 兰州交通大学, 2018(01)
- [6]南水北调中线工程典型倒虹吸进口上游垂向流速分布[J]. 付辉,郭新蕾,杨开林,郭永鑫,王涛. 水科学进展, 2017(06)
- [7]基于ANSYS的钢筋混凝土倒虹吸非线性有限元分析及优化设计[D]. 路豪杰. 东北农业大学, 2017(02)
- [8]高水头、长距离倒虹吸管水力特性及结构稳定性研究[D]. 于腾. 青海大学, 2017(10)
- [9]南水北调总干渠穿沁倒虹吸工程水力计算[J]. 李明佳,王鹏涛,刘明潇,韩力球. 水利水电技术, 2014(09)
- [10]南水北调肖河东沟倒虹吸三维有限元分析[D]. 苗卫明. 河北工程大学, 2014(03)