沙波迎流面泥沙起动流速研究

利用概化沙波模型,研究了不同坡度、粒径及位置情况下的泥沙起动流速,根据实测数据指出沙波泥沙起动流速特征,并分析比较了与平坡起动的差别。通过对泥沙颗粒的受力分析,提出水流冲击力,并利用沙波垂线流速分布公式进行流速换算,建立了沙波泥沙起动流速计算公式。结果表明:在相同水流条件下,因沙波地形影响,迎流面泥沙起动流速值小于平坡;沙波不同位置处的泥沙起动流速非定值,随着水平位置而变化;坡度和粒径对再附点附近泥沙起动流速影响较小。通过验证比较表明,公式计算结果与实测资料基本一致,适用于描述沙波迎流面泥沙起动规律,可反映出沙波坡度和水平位置的影响。     

弯道河段水流流态试验研究

研究采用声学多普勒流速仪对弯道河段水流特性进行了系统的试验研究,全面地分析了水流的三维时均流速及流场等.水流进入弯道后,水面形态和水流结构沿流程逐渐发生调整和变化,形成弯道特有的水流运动规律,具体表现在水面横比降、横向环流、流速重分布及紊动强度等.该研究可为相关的理论研究和工程实践提供借鉴和理论依据.     

南海北部海域海底沙波演化特征

在对沙波的成因、形态以及运移机制充分探讨的基础上,给出了预测计算海底沙波形成与运移规律的理论模式。以此为基础建立了南海北部海域海底沙波波长及沙波移动的数学模型,对较大范围内的沙波形态及其运移规律进行了计算,成果表明计算区域海底沙波在正常水流条件下迁移速率相对较小,可视为比较稳定的地貌类型,为该海域海底工程实施提供参考。     

三维交错沙波上的紊流特性数值模拟

为了揭示复杂河床沙波上的紊流结构特性,利用Fluent软件,基于雷诺平均N-S方程及k-ω紊流模型构建了描述三维沙波上水流运动规律的数学模型,并采用试验数据对模型进行了验证。结果表明:所采用的数值模拟模型能够良好的刻画沙波上的紊流特征,沙波的三维性是影响水流紊流结构的重要因素;相比于纵向相位差φ1,三维交错沙波的横向相位差φ_2对剪切应力与床面阻力的影响更加显著,随着φ_2增大,沙波逐渐交错,剪切应力与床面阻力均减小。     

常曲率U型弯道水流紊动特性试验研究

采用三维声学多普勒流速仪,对水流三维流速进行了采集,对弯道水流的脉动进行了统计分析,研究了典型断面的紊动强度、紊动切应力、紊动能的分布。试验结果能够很好的揭示弯道水流的三维特性及分布规律。研究成果为进一步研究水流的紊动结构及泥沙的运动机理提供了参考资料。     

明渠弯道水流运动规律研究现状

自然界中河流经常是弯曲的,使得弯道环流研究成为水力学及河流动力学最重要的课题之一。明渠弯道水流运动规律的研究主要包括弯道水面横比降、横向环流垂线分布和环流流速沿程分布等方面。本文对这三方面的研究成果进行了归纳与分析,并对弯道水流运动规律的研究现状进行了评述。通过罗索夫斯基的实验资料对弯道环流流速分布公式和环流流速沿程分布公式进行了检验比较,向工程界推荐出相应的计算公式。     

沙波运动规律的试验研究

本文用煤模拟沙波运动，对床面形态的发展过程、形成机理、统计特征及运动规律等方面进行了试验研究，求得了既适用于轻质沙又适用于天然沙的统一运动规律表达式，该式也可用于动床物模的波要素的计算，经广泛的室内外实测资料验证，吻合程度较高，此外，有关床沙级配对沙波的影响，本文也进行了初步探讨。     

弯曲型河道挟沙水流运动规律研究进展

弯道水流 (包括挟沙水流 )运动规律的研究 ,在水利工程学的许多领域中 ,占有重要的位置。本文着重对弯道水流水面横比降、横向环流、纵向垂线平均流速分布规律及弯道输沙特性研究进展进行了阐述分析 ,以便为生产科研方面服务。     

复式分汊水槽水流特性试验研究

黑龙江等平原河流水域宽广,常形成分汊河道形态,汊道两侧往往具有宽阔的河漫滩,河道成复式断面形态。为探究以黑龙江为代表的复式分汊河道水流运动特性,以流量和主槽深度作为试验变量,设计了清水冲刷的对称分汊水槽试验。试验所得水流运动特性,对预测黑龙江滩洲的演变及稳定发育提供一定的理论依据。分析表明,水流纵向、横向流速平面分布主要受分汊形态影响,水流横向流速分布有"小水作弯,大水趋直"的特点;断面流速横向分布与水槽断面形态和位置有关,主槽对水流的约束作用和滩槽的相互作用对水流的结构造成影响,分流段水流有"底部作弯,顶部趋直"的特点。在江心洲洲头两侧存在纵向及横向流速的高值区,洲尾有流速低值区,故应该重点关注江心洲洲头两侧冲刷和洲尾淤积。     

常曲率U型弯道水流结构与泥沙冲淤试验研究

通过在常曲率U型弯道水槽试验中采集的流速和水深过程数据,研究了弯道内水流结构及泥沙冲淤形态,分析了水流与床面之间的相互影响。试验发现:(1)弯道水流结构水面线发生扭曲,水流动力轴线及三个方向的垂线平均流速随流程和横向分布均有变化;(2)由于弯道特有的几何特征,使弯道中水流产生特有的弯道环流运动,弯道环流运动引起弯道泥沙的横向输移,形成弯道凹岸冲刷、凸岸淤积的冲淤特性,反之,床面形态的变化也使水流结构发生改变。研究所得结果可为河流泥沙研究提供参考。     

U型渠道挟沙水流流速分布规律研究

研究U型渠道中的挟沙水流流速分布规律对于提高北方农田的灌溉效率具有重要意义。本文通过室内试验,探索U型渠道挟沙水流流速的分布规律。首先对U型渠道挟沙水流流区的基本划分进行了阐述,然后从垂线流速分布和横向流速分布等两个方面重点分析了含沙量变化对流速分布产生的影响。     

复式渠槽水沙输移特性研究综述

水流运动特性受边界的影响较大,由于复式渠槽特有的几何特征和边界条件,当发生漫滩流时,水流结构比较复杂,水流特性和泥沙输移规律均不同于单一渠槽。分别对顺直和弯曲复式渠槽漫滩情况下的流速分布、剪切力分布、水流阻力及泥沙输移特性进行归纳和分析。从复式断面形态、滩槽交互区动量交换、推移质泥沙运动特性以及自然因素条件对水沙输移特性的影响4个方面,对复式渠槽水沙输移特性的研究趋势进行了展望。     

趋孔水流运动与冲刷漏斗的成因研究

本文首先扼要介绍了国内外研究冲刷漏斗稳定形态与趋孔水流运动特性的现状,接着归纳了冲刷漏斗稳定形态的基本特征,详细陈述了笔者对趋孔水流运动的试验方法、观测手段和试验结果,得出了趋孔水流的流速分布特性,并据此解释了冲刷漏斗的形成与稳定原因。     

弯道建坝对纵向流速分布特性的影响

采用U形弯道模型,研究在弯道出口顺直段上建坝及不同坝高对水流纵向流速分布特性的影响。试验结果表明:在弯道上建坝后水流的纵向流速变小,且坝越高流速越小,坝前顺直段流速偏离系数增大;高坝对弯道流速沿程变化规律的影响比低坝大;建坝后弯道水流的流速分布比无坝时更均匀对称;低坝对水流纵向流速在垂线上分布规律的影响不大,高坝会使纵向流速在垂线上的变幅减小。     

明渠含沙水流的垂线流速分布特性研究

 为了进一步研究明渠中含沙水流的垂线流速分布规律,在水槽系统中对明渠恒定均匀含沙水流进行了系列试验,利用实测流速资料,计算分析了时均流速的垂线分布。结果表明：在宽深比比较小的明渠中对最大流速点修正的对数公式可以很好地符合实测数据;水槽中心位置的卡门常数要比其边壁附近的小;卡门常数随着含沙量的增加而减小。通过对明渠含沙水流垂线流速分布特性的研究,增强了对明渠含沙水流垂线流速分布规律的认识。     

明渠均匀流流速横向分布的涡黏性模型

为了研究明渠水流的运动特性,开展了明渠水流流速横向分布数学模型的研究。本文根据量纲分析方法和实验资料,得到水流横向剪切作用下横向涡黏性系数的关系式;基于均匀流的水流运动方程,按照有限差分方法,建立流速横向分布计算模型。该模型具有计算简单、快捷和精度较高的优点,且数值计算不受横向涡黏性系数的结构形式和断面形态的影响。采用明渠水流实验资料验证数学模型,数学模型计算的流速横向分布与实验资料较一致,具有较高的理论意义和应用价值。     

冲积床面形态及阻力的水槽试验研究

本文通过水槽试验,对中径为0.22mm的床沙,比较系统地研究了冲积床面形态及阻力规律.试验中观察到沙垄消亡时的床面形状比较规则,沿程分布比较均匀.试验结果表明,同一沙粒阻力条件下,沙波相对高度及陡度随水深增大而减小,床面形态过渡区,水流阻力不仅随沙粒阻力增大而减小,而且与相对水深有关.同一沙粒阻力的水流,其阻力系数随水深增大而减小,在床面形态过渡区,阻力系数相差不大,沙粒阻力是影响床沙质含沙量的主要因素.     

冲积平原河流平面流动的数值模拟

本文对冲积平原河道平面二维流速分布的数值模拟进行了研究。通过资料分析得到了综合糙率沿河宽的分布规律。基于绘制水流平面图的基本思想,用差分法求解水流运动方程式,建立了数学模型,避免了以往水流平面图法的任意性,又可减少一般差分法的计算量及贮存量,经长江中游河段的实测资料验证,符合良好。     

趋孔水充运动与冲刷漏斗的成因研究

本文首先扼要介绍了国内外研究冲刷漏斗稳定形态与趋孔水流运动特性的现状，接着归纳了冲刷漏斗稳定形态的基本特征，详细陈述了笔者对趋孔水流运动的试验方法、观测手段和试验结果，得出了趋孔水流的流速分布特性，并据此解释了冲刷漏斗的形成与稳定原因。     

方管内固液两相流时均运动特性的数值研究

应用三维κ-ε-Ap两相湍流模型对垂直和水平方管内挟沙水流的固液两相时均运动特性和颗粒浓度分布规律进行数值研究，讨论了颗粒平均粒径和水流流速对固液两相流时均运动特性和颗粒浓度分布规律的影响。数值计算结果和试验实测结果吻合良好，准确得到了方管内固液两相流的时均运动特性。