基于较高流速流激振动的拦污栅结构优化

张冰雪; 王先政; 王涛; 鄢天留; 尹燕辉; 李伟; 史广泰

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基于较高流速流激振动的拦污栅结构优化

机电与金属结构 | 更新时间：2026-02-13

- 基于较高流速流激振动的拦污栅结构优化
- 基于较高流速流激振动的拦污栅结构优化
- 水力发电 2026年52卷第2期页码：69-75
- 作者机构：
  
  1. 中国水电建设集团圣达水电有限公司
  2. 四川圣达水电开发有限公司
  3. 西华大学流体及动力机械教育部重点实验室
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点项目(U23A20669);四川省自然科学基金杰出青年科学基金资助项目(2024NSFJQ0012)
- DOI：
  中图分类号： TV732+.2
- 纸质出版：2026
- 稿件说明：
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张冰雪, 王先政, 王涛, 等. 基于较高流速流激振动的拦污栅结构优化[J]. 水力发电, 2026,52(2):69-75.

张冰雪, 王先政, 王涛, et al. 基于较高流速流激振动的拦污栅结构优化[J]. 2026, 52(2): 69-75.
张冰雪, 王先政, 王涛, 等. 基于较高流速流激振动的拦污栅结构优化[J]. 水力发电, 2026,52(2):69-75. DOI：

张冰雪, 王先政, 王涛, et al. 基于较高流速流激振动的拦污栅结构优化[J]. 2026, 52(2): 69-75. DOI：

摘要

水电站机组投入运行后，拦污栅栅条若发生脱落或断裂，可能导致大型污物进入机组流道，严重威胁机组运行安全。为此，采用有限元方法对原拦污栅结构进行流场数值模拟，分析其破坏原因，并开展结构优化。有限元模拟结果显示，底部三节拦污栅在较高流速下易因激振产生共振而被破坏。优化设计聚焦于底部三节拦污栅，在保持栅条截面高度和间距不变的前提下，采用鱼腹形双主梁结构，并使主梁与梳齿型连接板沿水流方向布置，以增大过流面积、减弱涡激振动。同时，将栅条截面由矩形改为双圆头结构，以改善水流流态，减少局部涡流和应力集中。通过理论计算与数值模拟相结合的方法，分析了优化前后拦污栅的干扰频率和自振频率。结果表明，两种方法得到的结果基本吻合。此外，对优化前后拦污栅的水头损失进行计算，结果显示优化后结构的水头损失显著降低。研究表明，优化后的拦污栅结构具有更优的水流特性，可有效解决栅条共振脱落问题。

Abstract

关键词

Keywords

references

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