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1、ICS 27 140P 59 SL中华人民共和国水利行业标准SL 1582010替代 SL 15895水工建筑物水流压力脉动和流激振动 模型试验规程Specification for model test on flow pressure fluctuation and flow induced vibrationof hydraulic structure20101011发布 2011-01 11实施中华人民共和国水利部发布中华人民共和国水利部 关于批准发布水利行业标准的公告2010 年第 40 号中华人民共和国水利部批准 水流空化模型试验规程 (SL 1 562010) 等 4项标准为水利
2、行业标准，现予以公布。序号 标准名称 标准编号 替代标准号 发布开期 实施日期 水流空化模型1 SL 156 20lo SLl 56 95 20lo 10 11 2011 Ol 11试验规程掺气减蚀模型2 SI。1 572010 SI，i5 7 95 Z010】o 11 20 Ol_11试验规程水工建筑物水流压力脉动和流3 SI1 58 2010 SL l 589 5 2010 10】l 20儿 0I 激振动模型试验规程水电站有压输水系统模型试验 SI。 16220lO SLl62 95 20lO lO ll 2UIl 0l ll规程o o年十月十一日前 言根据水利部水利水电规划设计总院 关于
3、开展 等 14项水利水电勘测设计标准制定与修订工作的通知 ( 水总科 20073 246 号 )和 水利枢纽水力学原型观测规范 等六项规 范编修工作的技术服务合同 (水 0203902007) 的要求，对 水 工建筑物水流压力脉动和流激振动模型试验规程 (SL 1 5895) 进行了修订。本标准共 9章 3节 47条，丰要技术内容有：一般规定；相似准则；试验设备和量测仪器；模型设计；模型制造与安装；试验方法与观测内容；流激振动数值模拟原则；资料整理与成果分析。本次修订的主要内容有：增加了数值模拟的原则规定和水弹性变态模型试验等内容；对试验数据处理的方法进行了修正和补充。本标准所替代标准的历次版
4、本为：SI 1 58 95本标准批准部门：中华人民共和国水利部 本标准主持机构：水利部水利水电规划设计总院 本标准解释单位：水利部水利水电规划设计总院 本标准主编单位：中国水利水电科学研究院 本标准出版、发行单位：中国水利水电出版社本标准主要起草人：吴一红 章晋雄张文远穆祥鹏袁珏 杨帆谭水位何耘 本标准审查会议技术负责人 刘志明汪庆元 本标准体例格式审查人：曹 阳日 次l总4 12一般规定 221研究大纲 22 2基本资料 22 3报告编写 23相似准则 34试验设备和量测仪器 45模型设计 - 56模型制造与安装 67试验方法与观测内容 78流激振动数值模拟原则 89资料整理与成果分析 9
5、标准用词说明 O 条文说明 l目 次l 总则2 一般规定 - 他 M3 相似准则4 试验设备和量测仪器5 模型设计 6 模型制造与安装7 试验方法与观测内容8 流激振动数值模拟原则9 资料整理与成果分析 M扒毖躬肌拈拍121 总 则1 o 1为 r规范水流压力脉动和结构流激振动模型试验研究的 方法和技术要求，提高试验研究成果的科学性、准确性和可靠 性特编制本标准。1 o 2本标准适用于水工建筑物水流压力脉动模型试验、流激 振动模型试验和数值模拟研究。1 o 3流激振动可采用模型试验和数学模型计算两种模拟方法。1 o 4本标准的引用标准有： 水工 (常规 )模型试验规程 (SL 155) 。1
6、0 5水工建筑物水流压力脉动和流激振动模型试验除应符合 本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2 一般规定2 1研究大纲211 根据研究任务和要求，应编制研究大纲，并在研究过程 中做必要的修正和补充。2 1 2研究大纲内容宜包括项目概况、工程基本资料、研究目 的和内容、技术路线及模拟方法、进度计划、预期成果、研究负 责人和参加人员等。2 2基本资料22 1试验前应收集工程概况、总体布置、水工建筑物泄流能 力及特征水位等资料。22 2试验前应收集研究范围内的地形资料和相关建筑物布置 及体型图等资料。22 3流激振动研究除廊符合 2 2 1和 2 2 2要求外。还应收 集所研究水工建筑物的材料
7、特性及相关的地质资料。2 3报告编写2 3 1模型试验报告宜包括前言、工程概况、试验目的与内容、 模型设计与制作、量测方法、模型验证、试验结果与分析、结论 与建议等内容。2 3 2数学模型计算报告宜包括前言、工程概况、计算目的与 内容、模型及计算方法、模型验让、计算结果与分析、结论与建 议等内容。233 成果提交形式宜包括研究报告、电子文档、录像和照片等。23 相似准则3 o 1水流 土力脉动模型试验，应满足几何相似、水流运动相 似和动力相似，遵循弗劳德相似准则。3 o 2水工建筑物流激振动模型试验除应遵循 3 o 1条相似准 则外，同时还应满足结构动力相似，包括结构物的几何条件、物 理力学特
8、性、运动条件和边界条件等。当结构动力相似条件难以 完全满足时，可根据研究问题的特点和要求，采用质量变态或刚 度变态模型模拟。3 o 3水流与水工结构流固耦合振动模型试验应满足水流和 弹性体两者土要参数的相似 (即水弹性相似 )与模型比尺的一 致性。34试验设备和量测仪器4o1 试验供水系统、试验设备与量测仪器席遵循 SL 1 55 的相 关规定。4 0 2试验可利用水箱、水槽或结合水工模型进行。4 0 3试验使用的量测仪器、仪表应符合国家计量认证的有关要求。4 0 4试验可选择蹦下一次量测仪表：压力传感器；力传感器和力锤；应变传感器；速度传感器；加速度传感器；位移传感器。4 0 5试验可选择以
9、下二次量测仪表：动态席变仪；滤波器；电荷放大器；电压放大器；信号采集分析系统。45 模型设计5 o 1水流压力脉动模到的设计应遵循 3 o 1条相似准则。5 o 2水流压力脉动试验模型设计应根据试验研究要求，并综 合考虑建筑物特点、尺寸、水头、流量、试验量测精度和试验室 条件等因素选定适宜的模型类型和比尺。需要测量面压力脉动 荷载时，应研制专用的传感器。5 o 3水流压力脉动测点应根据水流流态和研究需要布置。5 o 4流激振动模型的设计应遵循 3 O 1 3 o 3条相似准则。5 o 5流激振动试验模型比尺的确定除应满足 5 o 2条的规定 外，还应考虑水工建筑物材料水弹性模拟的可行性。5 o
10、 6流激振动模型应对结构物模型材料的物理力学参数进行 验证主要的物理力学参数应符合相似比尺的要求。对一些特殊 问题，可选用变态模型模拟。5 o 7流激振动模型在截取模拟范围时，应分析结构物边界约 束条件的影响。5 o 8模型测振点的布置应重点布点与一般布点相结合。在试验过程中可根据需要进行必要的调整。56模型制造与安装6 0 1应绘制模型总体布置图、结构物模型详图和测点布置图 并提出模型加工及安装要求。6 o 2压力脉动传感器应与测压表面齐平且垂直。若测点需用 导管引出再接压力传感器时，导管宜采用长度小于 30cm 的刚 性管。6 0 3流激振动的结构物模型应根据 5 0 4 5 0 7条模型
11、设计 的要求选用特殊材料制作。6 0 4测振传感器安装及测试系统各部件的连接应牢固，并注 意绝缘和防水等。67试验方法与观测内容7 0 1试验应按以下要求执行：1水流压力脉动和流激振动试聆，应根据试验任务的要求 确定试验组次。2试验数据的采集应符合随机数据采样定理的要求，并根 据水流特点和结构动力特性选择合适的采样时问问隔和样本 容量。3压力脉动和结构物振动均属随机过程，宜进行 3次以上量测。7 0 2根据试验要求，宜选择以下观测内容：各种工况下水流压力脉动；结构物模态试验及相应参数；各种工况下结构物流激振动动力响应参数。78流激振动数值模拟原则8 0 1水工建筑物的流激振动问题可采用数学模型
12、结合水流压 力脉动测试结果进行研究；必要时应采用流激振动物理模型试验 与数学模型相结合的力式进行研究。8 0 2水工建筑物的模态特性可采用数学模型进行分析，并与 水弹性模型试验的模态分析相互验证。8 0 3水工建筑物流激振动数学模型计算成果与水弹性模型试 验成果可相互验证，互为补充。89资料整理与成果分析9 o 1应阐述试验所使用的仪器设备及其性能。9 o 2应阐述流激振动试验制模材料的选定及其相似性。9 o 3试验数据应采用以随机过程理论为基础的随机数据处理 方法进行分析处理。9 o 4水流压力脉动试验数据经分析处理后，列于平稳随机过程可用压力脉动均方根值 (脉动强度 )、最大值、最小值、功
13、率 谱等特征来描述其脉动特性，必要时还应以概率密度和相关函数 等特征来描述脉动特性，并绘制相应图表；对非平稳随机过程， 则应根据问题的特点采用非平稳随机过程的特征函数进行描述。9 o 5结构物流激振动试验数据分析处理可遵循 9 O 4条的 规定。9 o 6对流激振动的试验观测数据应结合数学模型的计算结果 进行印证分析。9 o 7应以各阶振型和频率来描述结构物的自振特性，并绘成相应图表。9 o 8府论述各部位压力脉动特性及对工程的影响。9 o 9应论述水工建筑物流激振动特性及其对工程安全的影响， 并提出改善措施。9标准用词说明执行本标准时，标准用词应遵循下表规定。标准用词说明标准用词 在特殊情况下的等教表述 1要求严格程度应 有必垫、要求、要、只有 才允许要求不应 不允许、不许可、不要宜 推荐、建 义推荐下宜 不推荐、不建议可 允许、 i乍 nr，准许允许不可 不需要、不要求10中华人民共和国水利行业标准水工建筑物水流压力脉动和流激振动 模型试验规程条文 说明1 总 则101 本条主要说明编制本试验规程的必要性和日的。 随着我国水利水电事业的发展，高速水流流激振动问题受到愈来愈多的关注，同时也涌现了不少相关科研成果。修编后的试 验规程反映了十多年来该领域的研究成果和水平，特别是流激振动模拟模型、流激振动和压力脉动数据的处理方法
