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。     

有桩群河道水流紊动特性探究

为了分析桩群对河道水流紊动特性的影响,利用声学多普勒流速仪(ADV)测量了矩形断面明渠中在修建桩群前后不同断面不同垂线、不同测点的三向流速,计算出水质点的三维无量纲化的紊动强度,并分析其分布规律和变化特征.试验表明:水流的横向紊动强度和纵向紊动强度具有相似的分布规律;纵向紊动强度远远大于横向和垂向紊动强度;桩群使水流垂向紊动强度变化幅度最大,该试验研究可为桩群对水流结构的影响分析提供参考.     

泥沙对挟沙水流流动结构影响的研究

应用MicroADV研究了不同粒径的泥沙颗粒在不同水力条件下对水流流动结构的影响。实验发现：挟沙水流流动结构的变化不仅与颗粒的大小密切相关，而且与水流流动条件有关，颗粒对水流结构的影响随着水力条件的变化而改变：在强水流条件下，不论粗、中、细泥沙都不改变主流区的流速分布及紊动强度；在中等强度水流条件下，粗、中、细三种颗粒的加入都使流速大于相同条件的清水水流，而其紊动强度则较清水水流低；在弱水流条件下，三种颗粒的加入都不改变水流的流速分布，但粗颗粒使水流紊动强度显著增大，而中、细颗粒基本不改变其紊动强度。     

调节池污水紊动模拟及对污染物降解的影响

污水调节池中水流紊动强度对污染物的降解有很大影响。为分析水流紊动与污染物降解的关系,利用三维紊流模型分析调节池水流紊动结构,并与实测结果进行了对比分析。结果表明,不同流量情况下,水泵吸水口附近的流速分布和紊动强度的模型计算结果与试验数据均吻合较好。进一步的研究表明,调节池中水流紊动对污染物的降解满足“一级反应”理论,水流紊动越大,污染物COD、总磷、氨氮的降解率越大。     

高坝溢流紊动流速的原型观测与分析

本文阐述了乌江渡水电站水力学原型观测中紊动流速的观测和数据处理方法。以大量实测资料为基础对溢流紊动强度、紊动能及雷诺应力分布、相关及频谱特性、紊动扩散系数等水流紊动参数进行了初步分析。同时,对于高速水流的紊动尺度刀作了一定的探讨。     

人工鱼礁水动力学机理试验研究

通过概化模型模拟人工鱼礁,使用三维ADV测量投放模拟鱼礁后的流场,分析其影响区域内的水流流速分布、紊动强度分布等。通过流速场分析,得到单个和组合人工鱼礁在水深以及流向上的影响范围;通过紊动场分析,发现紊动强度在鱼礁后方存在两个峰值。水流结构的多变性为鱼类提供了适宜的栖息地。     

矩形水槽中梯形边墩水流紊动特性试验研究

采用声学多普勒流速仪ADV,对矩形水槽中梯形边墩周围水流紊动特性进行系统的试验研究,并对紊动强度3个方向分量进行了较深入的分析。根据试验数据,通过对柱体周围不同垂直面上紊动强度的分析对比,得出行进水流受到边墩的影响程度,在柱体上游,受到柱体挤压,紊动强烈;在柱体下游,水流从柱体分离,形成逆向回流,紊动强度增大,垂向紊动强度很小,可以忽略。实验可为研究水流紊动结构及桥梁梯形边墩的紊动特性提供验证资料。     

紊动强度沿垂线分布规律的分析

在现有研究的基础上，运用超声流速仪进行挟沙水流水槽实验，并结合分析激光流速仪、应变式紊动流速仪的观测结果，建立了纵向紊动强度与流速、流速梯度之间的定量关系。利用数值实验方法，分析了水流最大流速、摩阻流速及卡曼常数对紊动强度最大值出现位置的影响。     

矩形明渠中矩形边墩周围紊动强度和雷诺应力分布特性试验

利用声学多普勒流速仪(ADV)测量矩形断面明渠中矩形边墩周围不同垂线、不同测点的瞬时流速,计算出水质点的三维相对紊动强度和雷诺应力,分析其变化特征。试验表明,紊动强度和雷诺应力在边墩周围明显增大且具有相类似的分布特征。该研究可为水流的紊动结构、丁坝与桥梁矩形边墩的水流紊动特性和冲刷机理提供验证资料。     

高含沙圆管流的紊动强度分布

明渠高含沙水流紊动特性的研究比较多，而关于高含沙管流紊动的文献则很少见到。我们在管路试验系统中，用应变式紊动流速仪，观测了管道内高含沙水流紊动强度的大小，沿垂线分布以及流速，含沙量对紊动强度大小和分布的影响，初步探讨了流核区内存在紊动，管轴处紊动紊动强度不小于其周围附近点紊动强度值的机理。     

盲肠河段口门紊动掺混区水流运动的相似分析

本文应用湍流模式，建立了盲肠口门紊动掺混区水流运动的数学模型，在定常流动中，近似具有自相似性。利用相似理论，给出了流函数和流速的相似函数，对掺混区的水流运动进行了模拟计算。并分析了掺混区横向流速梯度及涡粘性系数的变化特性。     

AN INVESTIGATION OF FLOW CHARACTERISTIC OF AERATED DRAG REDUCTION IN TUBE

Under the aerated conditions of wall and top intube, the turbulent flow in the tube was measured by usingLDA. The turbulent structure of the flow field and the mech-anism of aerating drag reduction in the tube were discussed. It is shown that the energy dissipations of turbulence flow andmean flow will reduce and the flow velocity (or flow rate) willincrease by injecting mini-bubbles to the wall or top of tube,namely the effect of aerating drag reduction is attained.     

对称突扩水流流态失稳和流场结构

对称突扩分离再附水流现象广泛存在于工程和生活中,流道突扩易产生局部水头损失、压力变化、结构振动、次生噪声等,对称突扩存在流场对称性失稳现象,如管道对称突扩等。然而,由于紊流的复杂性和量测技术的局限性,人们对其流动特性和流态演变规律认识仍然不足,有必要开展对称突扩流动的流场结构分析研究。本文基于物理模型试验和高精度图像粒子测速技术,模拟了不同雷诺数条件下（Re=539~48 911）对称突扩水流流动现象和精细流场结构,包含层流、过渡流和充分发展的紊流典型流态,随着雷诺数Re增加,流态从层流过渡到紊流,从对称到非对称分布,其流态发生对称性失稳,高雷诺数紊流时主流偏向一侧,流场结构相对稳定;揭示了突扩水流主流两侧形成的非对称分布的大尺度涡漩结构,其与流场对称性失稳有关联。     

挟沙水流紊动结构

挟沙水流的紊动结构是十分复杂的研究课题。本文中首先综述了有关清水水流的紊动结构中有代表性的几种研究途径及其存在的问题，进而对挟沙水流的紊动结构进行了综合评述。     

COMPUTATIONS FOR PLANE TURBULENT IMPINGING JET IN CROSS FLOW

ＮＯＭＥＮＣＬＡＴＵＲＥａ1ａｎｄａ2　　　　ｃｏｎｓｔａｎｔｓｉｎ(14)ｂｈａｌｆｗｉｄｔｈｗｈｅｒｅｕ=ｕｍ2ｃ1,ｃ2ａｎｄｃμｃｏｎｓｔａｎｔｓｏｆｋεｍｏｄｅｌｓｆ1ａｎｄｆ2ｆｕｎｃｔｉｏｎｓｍａｒｋｉｎ(13)Ｈｔｈｅｄｅｐｔｈｏｆｔｈｅｆｌｕｍｅｆ?..     

SIMULTANEOUS FLOW VISUALIZATION AND WALL-PRESSURE MEASUREMENT OF THE TURBULENT SEPARATED AND REATTACHING FLOW OVER A BACKWARD-FACING STEP

Unsteady behaviors of the large-scale vortical structure superimposed in the turbulent separated and reattaching flow over a backward-facing step were convincingly delineated by performing simultaneous measurements of the wall pressure fluctuations and visualizations of the flow. Toward this end,a synchronized instrumentation system integrated with the microphone array and the high-speed camera was established. The smoke-wire technique was employed to visualize the unsteady events. A thorough analysis based on the wall pressure fluctuations disclosed that the large-scale vortical structure shedding at the frequency of fH /U 0= 0.064 gave a primary contribution to the wall pressure fluctuations,and consequently dominated unsteady behaviors of the turbulent shear layer. The convection velocity of the large-scale vortical structure was determined as U C=0.55 U 0. The instantaneous flow visualizations and wall pressure were compared in a straightforward manner. Below the separation bubble and the reattachment zone,the negative peak of the time-varying wall pressure was in phase with passage of the local large-scale vortical structure. In the redeveloping turbulent boundary layer,the decaying large-scale vortical structure was clearly revealed.     

含聚合物流体的紊动结构

在牛顿流体中加入少量高分子聚合物后，流体转变为粘弹性流体。文中分析了这种粘弹性流体在层流向紊流过渡状态下的脉动结构，应用窦国仁紊流随机理论。得出了层流、层流向紊流过程呼紊流各流动状态下的时均流速和脉动强度的统一的计算公式，这些公式得到了试验资料的详细验证了公式与试验数据吻合良好。     

INFLUENCE OF COHERENT STRUCTURE ON SCALAR DIFFUSION IN TURBULENT BOUNDARY LAYERS

1.　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｔｕｒｂｕｌｅｎｔｃｏｈｅｒｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓｆｏｕｎｄａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｉｎｔｈｅｒｅｃｅｎｔｔｈｒｅｅｄｅｃａｄｅｓａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｄａｓｔｒｏｎｇｉｍｐｅｔｕｓｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕ...     

盲肠河段口门掺混区的泥沙扩散

本文在分析水槽模型试验结果的基础上，简要论述了盲肠式河段口门紊动掺混区的水流紊动和泥沙扩散特性。近似认为掺混区的混沙运动具有相似性，给出了沙量分布的相似函数。