程 琦

(塔城地区水利水电勘察设计院，新疆 塔城 834700)

0 前 言

进水塔相关动力研究基本都是通过附加质量单元模拟水对结构的作用力，再加上谱分析得出地震对进水塔影响的最大位移和最大应力。这种附加质量模拟地震的做法在研究一般水工建筑物是可行的，比如溢洪道、渡槽、水电站厂房蜗壳等[1]。由于它们本身的高度较低，刚度较大，虽用附加质量的地震简化计算与高仿真的流固耦合模型计算产生的差异不是太大，进水塔属于高耸孤立建筑物，且四面环水，受力情况较为复杂，尤其在地震情况下，受水的作用力影响较大，流固耦合方法更能真实反映水与结构相互作用的情况[2]。流固耦合作用的有关研究在航空、石油、海洋、水利和建筑等领域均有着极为重要的意义。如燃油在油箱内晃动对飞行器稳定性的影响、水中悬浮隧道在波浪作用下产生的流固耦合作用、油体湍振对输油管道的影响等[3]。其研究内容主要可以分3类：输流管道流固耦合、含液容器流固耦合和地下储层流固耦合[4]。

本文采用大型通用的ANSYS有限元软件，以西部地区某水电站工程进水塔为例，在考虑进水塔受水作用的情况下，用附加质量与流固耦合2种算法对进水塔的塔背回填混凝土高度和塔间连接梁截面大小进行敏感度分析，为摸清水与水工建筑结构之间的相互作用情况提供依据[5]。

1 工程概况

某水电站位于我国西北地区，枢纽布置的主体建筑由混凝土坝、左岸溢洪道、左岸泄洪洞、左岸溢洪道、排沙洞、左岸引水发电系统等组成。……