弧形閘門被廣泛地應(yīng)用于水閘和大壩中，采用試驗和數(shù)值模型結(jié)合的方法，有效的分析和評價表孔弧形閘門流激振動，具有重要的工程意義和學(xué)術(shù)價值。本文闡明了研究弧形閘門局部開啟時流激振動的理論，用水力模型試驗測得了水流脈動壓力的時空分布，用ANSYS軟件和邊界元程序建立了閘門的數(shù)值模型，以遼寧石佛寺弧形閘門為例，計算了弧形閘門的自振特性，以及閘門局部開啟工作時的振動反應(yīng)，并對閘門運(yùn)行的安全可靠性進(jìn)行了評價。弧門流激振動是流固耦合振動，目前難以精確求解閘門和水體耦合振動的運(yùn)動方程。為了獲得方程的近似解，本文將作用在閘門上的水動力荷載分為兩個部分，一是閘門無振動時的水流壓力，用水力模型試驗測定；二是由于閘門振動引起流場擾動的動水壓力，通過運(yùn)動方程中的附加質(zhì)量陣，附加阻尼陣和附加剛度陣來等效。在水力模型試驗中，采用了自制的面壓力量測裝置，實現(xiàn)了點壓力到面壓力的轉(zhuǎn)換。采用DJ800多功能監(jiān)測系統(tǒng)對模型多個測點的脈動進(jìn)行了同步測量，獲得了各測點脈動壓 弧形閘門因其沒有門槽、啟閉力小和操作運(yùn)行方便等特點,被廣泛地應(yīng)用于水利工程中。隨著高壩建設(shè)的發(fā)展,弧形閘門的工作水頭不斷提高,閘門的尺寸也日趨加大。當(dāng)閘門關(guān)閉擋水時,閘門的設(shè)計一般都滿足靜力要求,然而閘門在局部開啟狀態(tài)下運(yùn)行中在動水作用下發(fā)生強(qiáng)烈振動時有發(fā)生。振動給人們帶來噪音和不安全感,甚至引起閘門動力失穩(wěn),帶來嚴(yán)重的損失。水工閘門的安全運(yùn)行和正常工作對整個水利樞紐是至關(guān)重要的,因而開展對水工弧形閘門的結(jié)構(gòu)和動力特性研究具有很大的實際意義。本文結(jié)合新疆開都河察汗烏蘇水電站工程這一實際工程,對其弧形閘門的動力特性以及其優(yōu)化進(jìn)行了試驗研究和數(shù)值計算。主要的研究內(nèi)容如下:(1)根據(jù)水彈性模型模擬原理要求,制作弧形閘門水彈性模型,對流激振動試驗結(jié)果進(jìn)行分析。(2)應(yīng)用ANSYS有限元軟件,建立了該弧形閘門三維有限元數(shù)值模型,并對其進(jìn)行了動力分析,給出了弧形閘門的自振頻率,并且進(jìn)一步分析了流固耦合效應(yīng)對自振特性的影響,同時運(yùn)用試驗獲得的