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数字化集成设计在液压人字闸门系统的应用研究
1
作者 颜红亮 李球 陈本力 《湖南水利水电》 2026年第1期26-29,共4页
随着船闸技术的高速发展,船闸人字闸门系统设计的快速高效和安全可靠要求越来越高。文章通过数字化集成技术,集船闸人字闸门的启闭动力仿真、结构有限元分析、三维结构设计为一体,突破了传统设计方法的局限性,提高了人字闸门系统设计的... 随着船闸技术的高速发展,船闸人字闸门系统设计的快速高效和安全可靠要求越来越高。文章通过数字化集成技术,集船闸人字闸门的启闭动力仿真、结构有限元分析、三维结构设计为一体,突破了传统设计方法的局限性,提高了人字闸门系统设计的准确性和安全可靠性,适应了当前复杂船闸金属结构系统设计要求。通过项目应用发现数字化集成设计贯穿人字闸门的生命全周期,有利于工程应用和安全评测。该设计方法也适用于其他闸阀门系统,可有效推动整个船闸金属结构系统的数字化工程发展。 展开更多
关键词 船闸工程 人字闸门 数字化集成技术设计 系统设计
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船闸人字闸门结构强度与刚度分析
2
作者 刘健 李鹏飞 李扬扬 《混凝土世界》 2026年第3期87-91,共5页
本文以江苏地区典型船闸人字闸门为研究对象,针对其在长期服役后因自重、水流压力等持续荷载作用,以及结构变形、材料老化等多重因素导致的强度与刚度衰减问题,开展系统的安全性能评估研究。基于精细化建模理念,构建了人字闸门的三维有... 本文以江苏地区典型船闸人字闸门为研究对象,针对其在长期服役后因自重、水流压力等持续荷载作用,以及结构变形、材料老化等多重因素导致的强度与刚度衰减问题,开展系统的安全性能评估研究。基于精细化建模理念,构建了人字闸门的三维有限元模型,以准确模拟其实际运行中的主要荷载工况。研究结果表明:在静、动荷载作用下,闸门整体及顶板、底板、斜接柱、门轴柱等关键部件的最大应力发生在横梁处,最大等效应力值为48.22 MPa;变形的最大挠度发生在底横梁处,挠度值为0.112 mm。本研究系统地揭示了人字闸门在现行运行条件下的安全状态,并对其结构布置的合理性进行了定量分析与评价,为后续开展针对性的大修加固、制定科学的性能提升方案提供了可靠的理论依据与数据支撑。 展开更多
关键词 人字闸门 受荷敏感区 强度与刚度 有限元分析
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某船闸下游引航道末端水流条件数值模拟分析研究
3
作者 刘重阳 《中国水运》 2026年第6期64-66,共3页
针对某船闸引航道疏浚工程中船闸充泄水及节制闸引排水对下游水流的影响问题,建立二维数值仿真模型分析工程实施后的水流条件。通过数值模拟验证了引航道布置的合理性,同时确定了船闸输水阀门的最优运行方式,给出取消下游隔流墙延伸段... 针对某船闸引航道疏浚工程中船闸充泄水及节制闸引排水对下游水流的影响问题,建立二维数值仿真模型分析工程实施后的水流条件。通过数值模拟验证了引航道布置的合理性,同时确定了船闸输水阀门的最优运行方式,给出取消下游隔流墙延伸段的优化建议。 展开更多
关键词 航道疏浚 船闸 二维数值模型 引航道通航水流条件
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临淮岗复线船闸浮式系船柱升级改造
4
作者 陈仲盛 汪文诚 张云轩 《港口装卸》 2026年第1期56-58,共3页
随着内河船舶大型化发展,早期船闸双层浮式系船柱难以满足系缆需求。结合临淮岗复线船闸实际工程,在不改变原有系船柱结构的基础上,增设双滚轮滑动支座式的第三层系缆架,将最大系缆高度由2.9 m提升至4.5 m,系缆力由200 kN提升至250 kN... 随着内河船舶大型化发展,早期船闸双层浮式系船柱难以满足系缆需求。结合临淮岗复线船闸实际工程,在不改变原有系船柱结构的基础上,增设双滚轮滑动支座式的第三层系缆架,将最大系缆高度由2.9 m提升至4.5 m,系缆力由200 kN提升至250 kN。通过建模分析,验证结构强度可靠;实际应用表明,改进后的系船柱运行顺畅,服务船型由2000 t级提升至3000 t级。 展开更多
关键词 船闸 浮式系船柱 系缆架 INVENTOR
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船闸电气控制系统设计与应用
5
作者 徐玲玉 《今日制造与升级》 2026年第2期147-150,共4页
船闸作为关键的水上交通枢纽,其运行效率与安全性直接影响航运通畅性。文章立足于船闸运行的精准控制需求,重点阐述以PLC为核心的分布式控制架构、变频驱动与电液伺服协同技术、多传感融合检测及冗余通信设计等关键技术细节,介绍系统硬... 船闸作为关键的水上交通枢纽,其运行效率与安全性直接影响航运通畅性。文章立足于船闸运行的精准控制需求,重点阐述以PLC为核心的分布式控制架构、变频驱动与电液伺服协同技术、多传感融合检测及冗余通信设计等关键技术细节,介绍系统硬件配置、控制流程及工程实现中的参数调试方法。通过集成32位高速PLC、16位高精度传感器及光纤环网冗余技术,构建“感知—决策—执行”闭环控制系统,闸门定位误差控制在±3 mm内,水位调节稳态偏差≤2 mm,单闸次通行效率提升15%。该系统在河北某运河船闸的应用验证了其技术可行性,为水利枢纽电气控制的高精度化、高可靠性设计提供了实操方案。 展开更多
关键词 船闸 电气控制系统 PLC 变频驱动 冗余设计 多传感融合
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船闸控制系统中冗余技术的应用探究
6
作者 周冬冬 莫雄 +1 位作者 尹斌勇 吴方威 《水运工程》 2026年第4期214-219,共6页
针对船闸控制系统高可靠性的需求,对冗余技术在湖南水运建设项目-船闸工程的应用进行了深入研究。采用多层次冗余设计,在控制层部署双PLC(programmable logic controller,可编程逻辑控制器)热备架构,通过专用同步模块实现周期级数据镜像... 针对船闸控制系统高可靠性的需求,对冗余技术在湖南水运建设项目-船闸工程的应用进行了深入研究。采用多层次冗余设计,在控制层部署双PLC(programmable logic controller,可编程逻辑控制器)热备架构,通过专用同步模块实现周期级数据镜像,消除单点故障;网络层构建物理隔离的双光纤环网,通信丢包率降为零;数据层采用双工程节点服务器热备,构建了覆盖控制层、网络层、数据层的全栈容错体系。结合工程实际案例,进行实用性分析和对比。结果表明:多层次冗余设计可以显著提高系统的容错能力,实现了船闸控制系统全年可用率99.99%,保障“黄金水道”零非计划停航。相关经验和方法可为类似项目提供参考,根据现场实际需求,采取动态冗余调节机制,实现部分设备冗余,以达到“高可靠-低成本-强适应”的效果。 展开更多
关键词 船闸 控制系统 冗余技术 PLC 环网
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碎石桩复合地基在船闸结构的应用 被引量:2
7
作者 胡皓 汤建宏 《水运工程》 2025年第5期136-140,共5页
针对江西信江双港船闸因开挖范围受限而采用的振冲碎石桩复合地基处理方案,通过基于弹塑性本构模型的有限单元法进行数值模拟,并与实际观测数据进行对比分析,研究振冲碎石桩复合地基在船闸工程中的应用,着重分析碎石桩复合地基的沉降控... 针对江西信江双港船闸因开挖范围受限而采用的振冲碎石桩复合地基处理方案,通过基于弹塑性本构模型的有限单元法进行数值模拟,并与实际观测数据进行对比分析,研究振冲碎石桩复合地基在船闸工程中的应用,着重分析碎石桩复合地基的沉降控制作用。通过有限元模型计算,得到复合地基的沉降量,并与现场观测数据进行对比。研究结论表明,有限单元法计算的沉降量与复合地基土体弹性模量呈线性负相关,增加复合地基土体弹性模量可有效降低沉降量;实测沉降量与采用现场平板载荷模量计算的模型较一致。 展开更多
关键词 碎石桩复合地基 船闸 沉降
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1000吨级船闸与升船机组合布置下中间渠道船舶泊稳条件研究
8
作者 陈明 张忠原 +3 位作者 周绪生 李中华 薛宏程 黄海津 《水运工程》 2025年第12期106-114,121,共10页
针对1 000吨级船闸与升船机组合布置的中间渠道船舶泊稳安全问题,采用平面二维紊流数学模型研究渠道宽度、初始水深和船闸泄水时间等参数对船舶舶稳条件的影响规律,提出船舶可承受船闸最大泄水平均流量计算公式。结果表明:1)停泊段的最... 针对1 000吨级船闸与升船机组合布置的中间渠道船舶泊稳安全问题,采用平面二维紊流数学模型研究渠道宽度、初始水深和船闸泄水时间等参数对船舶舶稳条件的影响规律,提出船舶可承受船闸最大泄水平均流量计算公式。结果表明:1)停泊段的最大流速和最大比降随船闸泄水均呈先增后减的变化过程,且泄水时间越短,最大流速峰值出现越早;初始水深越小,最大比降峰值出现越晚。2)随着中间渠道宽度、初始水深和泄水时间的增加,且当其中2个影响因素不变时,船舶纵向系缆力均与第3个影响因素呈负幂关系减小。3)同一渠道断面系数下纵向系缆力随船闸泄水平均流量的增加而线性增长,船舶能承受的船闸最大泄水平均流量与断面系数呈线性增长关系。研究成果可为船闸与升船机组合布置下的中间渠道船舶停泊安全标准制定提供理论依据。 展开更多
关键词 船闸 升船机 中间渠道 船舶 泊稳条件
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高水头船闸输水系统布置及应用 被引量:16
9
作者 吴英卓 陈建 +2 位作者 王智娟 周赤 江耀祖 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2015年第2期58-63,共6页
根据国内外及长江科学院建院50多年来对高水头船闸输水系统水力学研究成果,对高水头船闸输水系统布置型式及关键部位体型应用进行了简单介绍,给出了适应不同闸室尺度及水头的等惯性输水系统基本型式和优化闸室内船舶停泊条件以及解决输... 根据国内外及长江科学院建院50多年来对高水头船闸输水系统水力学研究成果,对高水头船闸输水系统布置型式及关键部位体型应用进行了简单介绍,给出了适应不同闸室尺度及水头的等惯性输水系统基本型式和优化闸室内船舶停泊条件以及解决输水系统空化问题的关键部位优化体型,提出了通过阀门底缘掺气解决船闸输水反弧门底缘空化从而简化高水头船闸输水阀门段体型的新思路,以及有望应用于超高水头船闸的具有内外消能系统的新型分散输水系统型式,可提供给有关的科研设计工作者参考。 展开更多
关键词 高水头船闸 输水系统 阀门段 分流口 闸室内出水口
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高水头船闸阀门开启过程水力特性仿真研究 被引量:10
10
作者 杨忠超 杨斌 +1 位作者 陈明栋 胡雪梅 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2009年第4期758-762,共5页
采用动网格技术和VOF方法对高水头船闸阀门开启过程进行非恒定流三维紊流数值模拟,研究阀门段水流急变分离的流态、流速、压力等水力特性参数的时空演化规律,以及出现空蚀与流激振动的危险区域和时刻。研究表明,阀门工作最不利开度是0.4... 采用动网格技术和VOF方法对高水头船闸阀门开启过程进行非恒定流三维紊流数值模拟,研究阀门段水流急变分离的流态、流速、压力等水力特性参数的时空演化规律,以及出现空蚀与流激振动的危险区域和时刻。研究表明,阀门工作最不利开度是0.4,阀门后狭缝、阀门下底缘及跌坎角处是流噪声源,也是空蚀风险区;开度0.5时突扩体顶板上游侧区域有负压,有空蚀风险;空蚀最危险区域在突扩体升坎反弧末端,最不利工况下,开度0.8时负压高达120.75 kPa。建议进一步对突扩体型进行优化,运行中采用阀门快开方式减小负压持续时间,采取工程措施加强空蚀区的防护。 展开更多
关键词 水利工程基础学科 紊流数值模拟 动网格 空蚀 阀门 船闸
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大源渡枢纽上游引航道隔水墙布置形式研究 被引量:7
11
作者 任启明 刘晓平 +2 位作者 赵江 周小玲 扈世龙 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2015年第1期88-91,共4页
为满足航运和经济发展要求,大源渡枢纽拟在一线船闸的基础上扩建二线船闸,现有的一线船闸上游引航道口门区位于弯曲河段,水流条件比较复杂。为使扩建后的二线船闸上游引航道口门区水流条件能够满足规范要求,主要选取3种不同形式的隔水... 为满足航运和经济发展要求,大源渡枢纽拟在一线船闸的基础上扩建二线船闸,现有的一线船闸上游引航道口门区位于弯曲河段,水流条件比较复杂。为使扩建后的二线船闸上游引航道口门区水流条件能够满足规范要求,主要选取3种不同形式的隔水墙布置方案,在最大通航流量Q=17 500 m3/s(10 a一遇)下,研究不同的隔水墙布置方案时上游引航道口门区通航水流条件、枢纽河段行洪能力以及其改善措施。结果表明:隔水墙能够改善口门区水流条件;综合考虑通航和行洪的要求,上游引航道选取透空式隔水墙布置方案较为合适。其研究结果可为类似工程的设计研究提供参考。 展开更多
关键词 大源渡枢纽 引航道 透空式 隔水墙 水流条件 行洪
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船闸引航道口门区水流条件限值的探讨 被引量:20
12
作者 周华兴 郑宝友 李金合 《水运工程》 北大核心 2002年第1期38-42,共5页
从船闸引航道口门区水流条件的概念出发 ,论述口门区水流条件及其对航行的影响 ,通航水流条件的要求 ,限值在使用中存在的问题 ,前人对限值所做工作以及需要研究的内容 ,并提出建议。
关键词 船闸 引航道 口门区 通航水流条件 限值
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高水头船闸闸室明沟消能效果及机理分析 被引量:16
13
作者 杨忠超 杨斌 +1 位作者 陈明栋 王多银 《水运工程》 北大核心 2009年第12期168-173,共6页
利用ADV等先进的量测仪器,通过船闸局部水工模型试验和三维数值模拟,对高水头船闸闸室明沟的消能效果和消能机理进行研究,分析流速分布、剩余比能、水面波动和紊动能耗散率等参数的结果表明:明沟消能工出流掺混强烈,97%的耗能位于明沟区... 利用ADV等先进的量测仪器,通过船闸局部水工模型试验和三维数值模拟,对高水头船闸闸室明沟的消能效果和消能机理进行研究,分析流速分布、剩余比能、水面波动和紊动能耗散率等参数的结果表明:明沟消能工出流掺混强烈,97%的耗能位于明沟区,扩散均匀,水面波动较小,消能效果较优。明沟型式结构简洁,可在我国高水头船闸中推广应用。 展开更多
关键词 超高水头船闸 明沟消能 消能效果
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松花江大顶子山航电枢纽泄流能力试验研究 被引量:7
14
作者 李金合 杜仲凯 章日红 《水道港口》 2006年第3期170-174,共5页
在天然河道上修建枢纽,必须保证原河道洪水流量的渲泄。大顶子山航电枢纽在预可、工可和初步设计阶段,利用比尺为1∶130整体定床正态模型,对枢纽总体布置曾进行了多方案的对比试验。文中根据物理模型泄水闸泄流能力方面的试验成果,提出... 在天然河道上修建枢纽,必须保证原河道洪水流量的渲泄。大顶子山航电枢纽在预可、工可和初步设计阶段,利用比尺为1∶130整体定床正态模型,对枢纽总体布置曾进行了多方案的对比试验。文中根据物理模型泄水闸泄流能力方面的试验成果,提出了枢纽泄流方面存在的问题,通过对枢纽泄水闸孔数、泄水闸堰型、堰顶高程等多种有效改善措施,提出了满足枢纽泄流能力的平面布置方案。 展开更多
关键词 航电枢纽 泄流能力 模型试验 大顶子山 松花江
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闸下变动水位的船闸输水水力学计算 被引量:4
15
作者 杨元平 曹颖 +1 位作者 杨利 李浙江 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期76-85,共10页
为解决强潮海域闸下潮位变化剧烈的船闸输水系统水力学计算问题,以现有规范为基础,从输水计算原理出发,推导了变动水位条件下的输水水力学计算方法,应用该方法计算分析了变动水位对三堡船闸安保工程输水的影响,并对闸室面积、初始水头... 为解决强潮海域闸下潮位变化剧烈的船闸输水系统水力学计算问题,以现有规范为基础,从输水计算原理出发,推导了变动水位条件下的输水水力学计算方法,应用该方法计算分析了变动水位对三堡船闸安保工程输水的影响,并对闸室面积、初始水头、闸外落潮速度等因素进行敏感性计算分析。结果表明,采用该方法计算得到变动水位条件下输水时间缩短,最大流量、最大比能也小于取初始恒定水位的计算成果,结果更符合强潮海域船闸实际输水过程,为类似条件船闸输水水力学计算提供了一种技术、经济合理可行的计算方法。 展开更多
关键词 船闸 输水系统 水力计算 变动水位
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分散梯级船闸中间渠道水力特性及关键参数影响研究 被引量:5
16
作者 祝龙 刘本芹 +2 位作者 宣国祥 黄岳 金英 《水运工程》 北大核心 2020年第12期15-21,共7页
船闸充泄水运行时,分散梯级船闸中间渠道内会产生复杂的水流往复波动,其通航水流条件除了受船闸运行方式影响外,渠道长度、宽度、初始水深以及糙率等参数同样会对其产生重要影响。以分散两级双线船闸带中间渠道布置方案为例,通过建立系... 船闸充泄水运行时,分散梯级船闸中间渠道内会产生复杂的水流往复波动,其通航水流条件除了受船闸运行方式影响外,渠道长度、宽度、初始水深以及糙率等参数同样会对其产生重要影响。以分散两级双线船闸带中间渠道布置方案为例,通过建立系列数学模型,对中间渠道内水动力特性,特别是各关键参数的影响规律开展模拟研究。结果表明:1)不同船闸运行方式中间渠道内波动特性相差甚大。2)中间渠道宽度、初始水深的增加能够较好地改善渠道内部水流波动特性,可作为改善中间渠道通航水流条件的有效措施。3)渠道长度的增加不能对水流条件进行有效改善。4)糙率对渠道内各水力指标改善效果不明显,但随渠道糙率增加,渠道内整体水面坡降有所减小。 展开更多
关键词 分散梯级船闸 中间渠道 水力特性 影响规律
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整体式与分离式船闸闸首结构性能对比及适用性研究
17
作者 苏杨中 刘渊铭 《中国水运》 2025年第9期105-107,共3页
船闸闸首作为内河航运枢纽的核心挡水建筑物,其结构选型直接关系到工程安全性、经济性与施工可行性。本文通过建立三维非线性有限元模型,系统对比整体式与分离式闸首在静动力荷载作用下的力学响应差异,结合12项工程案例的实测数据,构建... 船闸闸首作为内河航运枢纽的核心挡水建筑物,其结构选型直接关系到工程安全性、经济性与施工可行性。本文通过建立三维非线性有限元模型,系统对比整体式与分离式闸首在静动力荷载作用下的力学响应差异,结合12项工程案例的实测数据,构建包含地质适应性、全寿命成本与抗震性能的多目标决策体系。研究表明:整体式闸首在30m水头工况下的最大主应力较分离式降低21.5%,基岩地基中位移控制精度提升40%;分离式闸首在软土地基条件下的差异沉降容许值可达7.2cm,模块化施工使工期缩短35天。提出基于模糊层次分析法的选型量化评价模型,为《船闸设计规范》的修订提供理论支撑。 展开更多
关键词 船闸闸首 结构性能 有限元分析 适用性评价 全寿命周期成本
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新沟二线船闸立转式钢箱梁开启桥创新设计
18
作者 徐洪强 黄亚栋 万宇飞 《中国水运》 2025年第13期123-125,共3页
立转式钢箱梁开启桥作为一种特殊的桥梁类型,其设计需兼顾道路交通和水路通航的需求。后拉式液压启闭机的创新设计为此类桥梁提供了新的技术解决方案。本论文详细介绍了立转式钢箱梁开启桥的设计特点,重点分析了后拉式液压启闭机的工作... 立转式钢箱梁开启桥作为一种特殊的桥梁类型,其设计需兼顾道路交通和水路通航的需求。后拉式液压启闭机的创新设计为此类桥梁提供了新的技术解决方案。本论文详细介绍了立转式钢箱梁开启桥的设计特点,重点分析了后拉式液压启闭机的工作原理及其相较于传统设计的优势。通过对比分析,本文揭示了后拉式液压启闭机在结构紧凑性、操作安全性以及对环境景观影响小等方面的创新点。研究结果表明,该设计不仅满足了新沟二线船闸工程的实际需求,而且为未来类似工程提供了可借鉴的经验。 展开更多
关键词 开启桥 创新设计 船闸工程 钢箱梁
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省水船闸平面阀门快速启闭下流激振动特性研究
19
作者 关鑫 钟亮 +1 位作者 刘锦阳 吴禹衡 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第10期91-98,共8页
为研究省水船闸阀门快速启闭下的流激振动特性,以国内某大型运河省水船闸为例,建立了输水廊道与阀门三维数学模型,采用标准k-ε湍流模型、动网格技术和流固耦合技术,研究了阀门的固有频率与模态特性,探讨了快速启闭下不同作用水头对阀... 为研究省水船闸阀门快速启闭下的流激振动特性,以国内某大型运河省水船闸为例,建立了输水廊道与阀门三维数学模型,采用标准k-ε湍流模型、动网格技术和流固耦合技术,研究了阀门的固有频率与模态特性,探讨了快速启闭下不同作用水头对阀门周围无量纲合流速U*、无量纲压强P*以及阀门结构变形等参数的影响。结果显示:在干模态下,当阀门门槽两侧及顶端固定时,其结构基频为103.82 Hz,且固有频率随着模态阶数的增加而增大,相邻两高阶模态的频率差逐渐减小;在阀门快速开启阶段,流速和压强均呈现明显的非稳态特性,尤其在高水头工况下,阀门下游区域的流速迅速增加,高速区集中于阀门底缘及下游廊道底部,在水头差为30 m时,U*最大可达1.40,P*可达1.25;阀门变形位置集中在阀门梁格中部以及阀门底缘,经过傅里叶变换分析发现,水头差与阀门的振动主频和振幅呈正相关,并且阀门的变形曲线近似呈“8”字型。研究成果可为省水船闸输水阀门运行工况优化和结构安全设计提供参考。 展开更多
关键词 水利工程 省水船闸 平面阀门 流激振动 数值模拟 模态分析
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圬式船闸闸底板结构有限元分析 被引量:3
20
作者 缪吉伦 张晓明 张绪进 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 CAS 2006年第5期149-151,共3页
以红岩子船闸为例,应用有限元分析方法,介绍了有限元建模、单元划分、添加荷载及约束以及求解的方法过程.分析了圬式船闸结构闸底板的受力特点,为船闸的优化设计提供了科学的依据.
关键词 船闸 结构 有限元
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