均匀横流环境中铅直圆形射流数值研究

本文采用标准k-ε模型及混合有限分析法对均匀横流环境中铅直圆形射流进行了系统的数值研究。所得射流轨迹线与实验资料吻合很好，且与理论分析得到的（z/D)∞（x/D）^1/3是一致的，文中得出了各种射流比情况下的射流轨迹线，对称面上射流影响区域内外边界线的统一表达式，得出了水平面上示踪质影响的最大宽度，射流横断面浓度最大值偏离射流中心线的偏离值与射流比的关系式，得出了沿射流轨迹线示综质浓度与质点所经相对路径长成线性关系的结果。还得出了射流是否发生附壁及产生分叉现象的界限值。文中数值结果清晰地显示射流背流面存在马蹄形的流动结构。     

横流中有限长线源型倾斜正浮力射流特性的数值研究

本文利用混合有限分析法及交错网格的思想,对横流中有限长线源型倾斜正浮力射流进行了数值计算,成功模拟了端涡现象及其发展过程,比较了倾角为60°倾斜浮力射流与垂直浮力射流轨迹线上的温度和稀释度,还得出了浮力射流是否发生贴壁现象的界限值。     

横流中射流及其温度标量输运大涡模拟

将动力拟序涡黏性亚格子应力模型拓展到温度标量亚格子模型中,数值模拟了横流条件下有、无温度标量场作用的射流,得到的横流条件下浮力射流的温度和速度分布与Anwar的试验值吻合一致。在此基础上,分析了有、无温度标量场作用下射流回流区域大小和射流轨迹线特性,对比分析了回流区域内涡心和分离点处湍动能和耗散率、拟涡能以及边界层处拟序结构等湍流特性。计算结果表明:温度场的作用使射流的回流区域增大,射流速度轨迹线高度增加,回流区域内湍流的湍动能增加,边界处拟序结构的周期性不如无温度场时明显。     

同流中不同流速比对多孔热浮射流的影响

利用雷诺应力模型对同向流动环境中3孔热水浮射流进行数值模拟,得出了不同流速比下的速度场,温度场,并对结果进行了对比分析。探讨了不同流速比时各股射流之间的相互影响,最后得出3种流速比下的射流轨迹线。     

横流均匀环境中三维线源型正负浮力射流特性研究

本文利用混合有限分析法及交错网格。对横流均匀环境中三维线源型正负浮力射流及负浮力射流的特性进行研究，分析了不同工况下流速，温度和湍动能在断面上的分布及影响射流轨迹线的因素，讨论了轨迹线上温度的变化及浮力射流的贴壁现象。对三维长线源型负浮力射流，分析了流速比，喷口弗汝德数对负浮力射流的影响。     

基于PIV的横流中射流轨迹与扩散特性试验研究

横流中射流在工业中有着广泛的应用,对其流动规律和轨迹特性的研究一直是市政排放工程设计、环境风险评估研究的热点。该文以性质稳定的蓝墨水溶液作为射流源,在U型水槽试验利用PIV测量技术结合CCD相机进行图像处理,对已知浓度值的溶液测定灰度进行标定,建立起射流浓度值与图像灰度值的标定曲线。通过不同的横流流速uc与射流流速uj进行横流中射流试验,首先以MATLAB为手段对试验数据拟合得到射流轨迹方程;然后分析射流浓度分布得到随横流速度减小或射流速度增大射流扩散宽度将增加,以及射流浓度符合高斯分布的变化规律;最后用量纲分析获得了合理的射流轨迹、半宽以及稀释度三个无量纲关系式。     

横流中水平浮射流三维运动轨迹测量方法

横流条件下水平浮射流的运动轨迹线为三维、扭曲的曲线,通过设计一种可确定射流轨迹空间坐标的三维图像测量技术,实现了横流条件下水平浮射流的三维运动轨迹[JP2]测量。实验结果表明,受横流的作用,三维轨迹线在水平面上的投影轨迹线显示了与横流中水平动量射流轨迹线相近的特性,受浮力的作用,在铅垂面上的投影轨迹线在垂向随着距孔口距离的增大逐渐呈线性抬升的趋势。     

动水环境中有限宽窄缝湍射流的水力特性研究

本文采用粒子图像测速(PIV)系统，在分析了水中粒子跟随性的基础上，对动水环境中多种喷口长度和流速比情况下的有限宽窄缝湍射流近区流场进行测试，并结合数值模拟结果分析讨论了动水环境中有限宽窄缝湍射流的近场三维流动特性。在实验观测的流速比范围内，射流势流核长度随着流速比的增加而增大并逐渐趋近于平面自由湍射流的势流核长度，雷诺数对射流的发展轨迹影响很小，射流发展主要由流速比控制。同时，给出了射流背流面逆流区长度与流速比、喷口形状因子之间的关系。     

不同动力环境下孔间距对双孔射流特性的影响

为研究孔间距对双孔射流运动和稀释特性的影响,采用粒子图像测速技术(PIV)和激光诱导荧光技术(PLIF)分别对静水、横流和波浪环境下双孔射流的速度场和浓度场进行测量,对比分析了孔间距为5倍、10倍和15倍射流孔直径时双孔射流的轴向速度、横断面垂向速度、轨迹线及浓度场分布情况。结果表明:在静水环境下,孔间距较小时双孔射流的轴向速度衰减较单孔射流慢,随着孔间距的增大双孔射流轴向速度衰减的程度逐渐趋近于单孔射流。在横流环境下,随着孔间距的增大,前方射流对后方射流的遮掩作用不断减小,而后方对前方射流的卷吸作用也有所减弱,导致前方射流弯曲程度的增大和后方射流上升高度的降低。在波浪环境下,孔间距较小时,两孔中间存在一个独立的高浓度区;孔间距增大后,浓度等值线逐渐呈"凸"形分布。为降低双孔射流相互作用对射流初始稀释的影响,建议在波浪和横流环境下双孔射流的孔间距不宜小于射流孔直径的10倍。     

同流多孔热水浮力射流排放特性实验研究

水环境污染问题是当今世界各国所普遍关注的重大问题.城市污水,热电、核电厂的冷却水排放过程都与射流有关,因此,研究各种污水处理工程中排放口附近的流动特性具有重要的理论和实际意义.利用声学多普勒流速仪(ADV)测速系统和数字温度仪研究了同向三圆孔热水浮力射流的排放特性,得到了流速和温度的分布、不同孔间距和流速比的射流轨迹线、射流中轴线上的速度和温度衰减.探讨了相对孔间距和流速比对多孔浮力射流流动变化特性的影响,实验和数值模拟反映的变化规律相一致,射流轴线速度和温度衰减变化明显的区域主要集中在80～90倍的射流直径范围内;射流温度相同时,流速比越大,中轴线上温度和速度衰减越快,射流轨迹线向上抬升的趋势越小;孔间距越小,射流轨迹线向上抬升的趋势越明显.     

均匀来流中振动圆柱尾迹涡结构的数值研究

本文从涡量流函数形式的N-S方程出发,对于不同的振动频率、振幅,首次数值研究了均匀来流中沿任意方向(参见图1,0°相似文献   

幂律流体偏心环空螺旋流中的二次流问题

本文建立了幂律流体偏心环空螺旋流的控制议程，并用有限差分法对其数值求解。结果表明：幂律流体偏心环空螺旋流中存在二次流动、最后，还对这种二次流做了分析。     

Hydrologically Based Environmental Flow Methods Applied to Rivers in the Maritime Provinces (Canada)

The demand for water withdrawal continues to increase worldwide. These water withdrawals from rivers can affect fish habitat and aquatic life. As such, environmental flow assessment methods are used in order to protect rivers against excessive water withdrawals. The concept of environmental flow relates to the quantity of water required in rivers to sustain an acceptable level of living conditions for aquatic biota at various phases of their development. For many agencies, environmental flow methods are essential in environmental impact assessments and in the protection of important fisheries resources. The present study deals with the evaluation of hydrologically based environmental flow methods within the Maritime Province of Canada. In total, six hydrologically based environmental flow methods were compared using data from 52 hydrometric stations across the region. Some methods provided adequate environmental flow protection (e.g. 25% mean annual flow and Q₅₀ flow duration method); however, other methods did not provide adequate flow protection (e.g. Q₉₀ flow duration method and 7Q10 and 7Q2 low‐flow frequency). The 70% Q₅₀ method provided adequate flow protection only under good baseflow conditions and should be applied with extreme caution. The present study shows the importance of the hydrologic flow regime, particularly as it pertains to the baseflow component, as a significant determinant in the level of instream flow protection. © 2014 Her Majesty the Queen in Right of Canada. River Research and Applications © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

Application of the ‘natural flow paradigm’ in a New Zealand context

The natural flow paradigm (NFP) emphasizes the need to partially or fully maintain or restore the range of natural intra‐ and interannual variation of hydrologic regimes to protect native biodiversity and the evolutionary potential of aquatic, riparian and wetland ecosystems. Based on our studies of natural and managed flow regimes in New Zealand, we do not believe that all components of the natural flow regime are necessary to achieve the objectives of the NFP, either partially or fully, because many aquatic species have very flexible niches and life‐history requirements (i.e. there is ‘ecological redundancy’). Obviously, maintaining the natural flow regime will maintain the hydrologic and hydraulic conditions necessary for sustaining natural ecosystems. However, if there is adequate knowledge of what ‘values’ need to be maintained in a waterway, and the aspects of the flow regime that are required to maintain those values are also known, then regimes can be designed that target these requirements and thus optimize conditions for the ‘values’. We believe that an assessment of ecosystem requirements using information on river processes together with habitat requirements and life‐history strategies of biota can achieve the best balance between resource use and sustaining ecosystem function and value, and show examples where changes to natural flow regimes have maintained, or even improved, instream values in some New Zealand rivers. We caution that simple flow‐based rules, such as those that might be developed under the NFP, could be unnecessarily restrictive on multiple use of water in New Zealand while, at the same time, preclude the opportunity for enhancement of key ecosystem values in many waterways. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

两相泥石流龙头的非恒定运动过程及能量特征

两相泥石流通常会出现高陡的龙头,其集中了大量的粗大卵石和砾石,呈现间歇性或波动性的运动。两相泥石流的运动除了取决于流体本身的流变特征外,液相和固相之间的能量传递也起到了重要作用,利用能量分析方法来研究两相泥石流固相、液相和龙头之间的能量转化机理是研究两相泥石流非恒定运动的有效途径。通过野外两相泥石流原型和水槽实验,研究其非恒定运动过程,结果表明,两相泥石流的龙头在泥石流起动初始阶段逐渐增长,当运动到一段距离后,趋于稳定。龙头高度和速度都有波动特征,通过能量分析建立了物理方程,分析证明两相泥石流龙头运动的平均速度正比于沟道的坡降和激发泥石流的洪水流量,反比于龙头的体积。     

内、外边界定压条件下地层压力的解

本文在内、外边界定压的条件下得到了平面单向流和平面径向流两种渗流形式在拉氏空间的解析解，利用Stehfest数值反演方法给出了地层各点的压力分布曲线，由这些曲线可以清楚地看到流体的流动由不稳态流向稳态流过渡以及最后达到稳态流的过程。本文给出的压力解可用于准确预测油井(或水井)由开井达到稳定生产所需要的最小时间，同时也是对油藏渗流力学基础理论的一个有意义的补充。     

公伯峡水电站导流洞改建为旋流泄洪洞方案研究

为减小公伯峡水电站右岸泄洪洞改建施工风险，从技术，经济，地质、施工以及公伯峡水电站目前的实际出发，对原龙抬头泄洪洞方案，竖井旋流方案，水平旋流泄漏洞方案等进行了对比试验，并重点研究了水平旋流泄洪洞方案在公伯峡水电站应用的可行性，研究结果表明，采用水平旋流泄洪洞方案消能率高，运行工程投资较省，技术经济上具有较明显的优势。     

无纺织布喷熔射流拖网表面流场特性研究

本文的工作是对喷熔无纺织布的常用生产设备-喷熔机的风场特性及流动控制进行研究.通过理论分析、数值模拟和模型实验三个方面对问题展开了具体的研究,首先对喷熔机风场流动进行理论分析并建立数学模型,然后进行数值模拟,最后根据模型相似理论,制作比尺为3∶1的有机玻璃模型,使用90N10型热线风速测量系统(HFA),参考数值模拟工况对喷熔装置风场流动进行了实验测量,这三个部分工作彼此验证,补充和完善.数值模拟结果和实验测量结果基本一致,吸风装置工作状态对拖网板上方流场有重要影响.随着挡风板开度和主副吸风速度搭配的改变,拖网上方流场呈现规律性的变化.研究表明在恰当的挡风板开度和吸风速度下,拖网上方流场速度分布和压力分布的均匀性都有显著提高,进而使无纺布孔径更小更均匀,孔隙形状和孔隙结构更为规整,提高了无纺布的均匀性、强度以及过滤效率.     

台阶式溢洪道非掺气水流水面线的计算

台阶式溢洪道水面线是确定边墙高度的重要参数,目前尚无系统的研究成果.根据明渠非均匀渐变流理论,分析了台阶段水面线的计算方法;模型试验表明,用非均匀渐变流理论计算台阶式溢洪道非掺气水流水面线时,必须考虑局部水头损失的影响.经对比分析,台阶上的局部阻力系数ζ=0.5时计算水深和实测水深吻合良好.溢流反弧段水面线可以用动量方程给出的公式计算.同时,对于坡度为30°,51.3°和60°的WES曲线段,也通过模型试验给出了水面线的计算式.对比分析认为,本文给出的台阶式溢洪道非掺气水流全程水面线的计算方法简单,精度高.     

公伯峡水电站右岸旋流泄洪洞的选型

右岸旋流泄洪洞选型研究是在水平旋流自由流推荐方案与淹没流推荐方案的基础上进行的。两个方案体形优化的思路、方向以及所推荐的建筑物各部位的体形尺寸有所不同。通过对两个方案的水力特性对比分析、结构体形上的比较以及其他因素等研究，综合比较推荐公伯峡水电站右岸旋流洪洞采用淹没出流形式。