河湖底轴驱动翻板生态闸门静动力特性分析

来源：水资源与水工程学报杂志2023年第4期北京时间：

作者：陈卫，王晨，李津宇，杨贵海，王正中

单位：（1.中铁水利水电规划设计集团有限公司,2.西北农林科技大学水利与建筑工程学院

摘要：底轴驱动翻板闸门作为一种新兴河道景观闸门，由于其良好的生态效益在河道水利工程中有着广泛的应用。但是该类型闸门应用时间较短，其结构设计理论尚未成熟，对相关的有限元计算方法的研究也不足。为此，以底轴驱动翻板闸门为研究对象，总结了该类型闸门数值模拟静、动力特性的分析计算方法。以某工程为例，采用CFD-CSD耦合数值计算方法探究了底轴驱动翻板闸门结构运行时在水压力作用下的静、动力特性。首先对各个开度运行工况下闸门的水压力进行数值模拟计算，进一步采用单向流固耦合方法将计算得到的水荷载施加在闸门结构上，分析得出闸门各构件应力及位移随开度的变化趋势。再对闸门结构的干、湿模态进行分析，研究闸前水体对闸门自振模态与频率的影响。研究结果表明：各构件应力和变形在闸门全关闭工况时达到最大值，闸门整体最大应力值为200.79 MPa、最大位移值为47.703 mm，应力和位移随闸门开度的增大而逐渐减小；闸门的自振特性受闸前水体的影响显著，在研究该闸门动力特性时，需要考虑流固耦合效应。

关键词：底轴驱动翻板闸门； 静动力特性； 单向流固耦合； 数值模拟,河湖生态工程

基金资助：江西省水利厅科技课题（202023ZDKT04）