方向七 抽水蓄能电站智能设计与全生命周期性态评价
基于参数化建模的埋藏式钢岔管围岩承载参数与水力特性研究
钢岔管作为抽水蓄能电站引水系统中的重要输水结构，靠近厂房且结构受力条件不佳，其位置与结构的特殊性决定了它的重要性，同时它也是整个引水系统中水头损失较大的部位。在实际运行过程中，压力钢管如何与围岩联合承载内水压力、复杂岔管体型会如何影响水流流态都是岔管研究的热点问题与难点问题。
本课题组依托庆元、张家川、天津抽蓄等实际抽蓄工程，对埋藏式钢岔管的结构特性与水力特性进行研究，取得了如下研究成果：
（1）提出了对称Y形月牙肋钢岔管建模的参数化方法。基于C#语言与.NET框架对Autodesk Inventor三维建模软件进行二次开发，实现了月牙肋钢岔管体型三维建模的高度自动化。构建完成的三维模型可导入有限元软件中，进行结构特性分析与水力特性分析。
（2）分析了埋藏状态下钢岔管的受力特性，探究了围岩参数在联合承载中的作用效果。考虑围岩联合承载作用时，缝隙值和围岩单位抗力系数对于管壁应力以及平均围岩分担率有较大影响。当内水压力和初始缝隙值一定而围岩单位抗力系数变化时，随着围岩单位抗力系数的增大，管壁的应力值呈减小的趋势，而平均围岩分担率呈增大的趋势。对于平均围岩分担率而言，是当围岩单位抗力系数较小时承载率曲线较陡，分担作用较明显；当围岩单位抗力系数趋大时，围岩分担率随抗力系数变化的曲线逐渐平缓。
（3）研究了月牙肋钢岔管的水力特性，对比分析了不同运行工况下的管内流态。单机运行情况下的水头损失明显大于对应双机运行情况；双机运行时，仅在岔管裆部的肋板附近产生很小范围的局部回流，而单机运行时，受到相对静止水体的影响，局部回流的范围显著增大；对于相同的运行工况，靠近肋板处的流速梯度变化幅度较大，肋板是影响水头损失和流态的主要因素。
