基于ADCP估算悬移质输沙率的应用研究

利用声学多普勒流速剖面仪（ADCP）的声反向散射强度（ABS）,估算悬移质浓度（SSC）的相关技术日臻成熟,其原理是利用走航式声学多普勒流速剖面仪（ADCP）,采集足够频次的流速和声反向散射强度,以替代流量和悬移质浓度（SSC）的数据,在一定程度上破解了在复杂水流环境中测定和估算水体悬移质输沙率的难题。简要介绍利用声学多普勒流速剖面仪（ADCP）估算悬移质输沙率的基本原理和方法,并结合在连云港徐圩海域水文观测中的应用实例,验证该方法的可行性、可靠性和精度。     

流速仪在国内外的研究现状

研究了流速仪的发展,并对工业生产中常使用的测速仪的发展进行了详细研究,以便根据具体的物性条件选择合适的设备。     

多点旋桨流速仪数据的自动采集与处理

<正>1 前言 本流速仪采用光纤式旋桨流速传感器,由8031单片系统对1～8根传感器进行采样,数据处理,并以绘图和文体方式输出流速值,还可以自行率定系数。已往的旋桨流速仪只能测量单点流速,且只能在给定的时间间隔内记录旋桨旋转的圈数,即所谓计数,而不能测量旋桨旋转一周所用的时间,即所谓测周。故测量精度受到限制,特别是在低流速误差更大。本仪器采用单片机记录旋桨旋转周期,提高了测量精度,而且能够实现多点同时测速,提高了效率,也降低了成本。此外,单片机还使原来只能测量单向流速的旋桨流速仪改进为可以测量往复流的双向流速仪。     

长江口水流运动特性分析

根据长江口ADCP实测断面水流资料,对长江口断面运动随时间变化情况进行了分析,结果表明,涨落潮流分离,落潮主流偏向右岸(南岸),涨潮主流偏向左岸(北岸),流速存在着明显的差异,低平潮和高平潮前后,在断面上有三个方向环流的产生。     

长江中游航道流速区划分及影响因素研究

为满足长江电子航道图系统功能需要,使长江电子航道图流速相关信息的显示更加符合实际航段的情况,基于声学多普勒流速剖面仪(ADCP)的测流数据,提出了基于船舶航行需求的主、缓流流速区划分方法。同时利用该方法,研究影响流速区划分的因素,对研究河段进行科学分段。     

新型流速仪检定系统设计

流速仪检定系统是衡量流速仪测量流速精度的检定装置。针对传统流速仪检定系统的缺点,设计了一种新型的流速仪检定系统。该系统采用新的前端信号调理方法,并添加了智能化识别水阻干扰程序,采用了新的数据处理方式对流速仪信号进行采集,经现场实际应用,该检定系统符合检定要求,可靠性高。     

电磁流速仪智能化研究

<正> 一、概述电磁流速仪是近代发展较快的一种新型测试水流的仪器,它克服了旋桨流速仪受泥沙、杂物影响无法工作的弱点,以其受水质影响小、传感器形式多样等特点,表现出顽强的生命力。但是目前使用的这类仪器尚未利用微机技术实现智能化,这样影响了仪器优点的充分发挥。例如,在原观测量中,指针式显示器受船体晃动、水流不稳的影响而无法读数或读数不准;在读取     

内河无人航道测量船系统设计*

针对内河传统测量船受人力、物力、时间、吃水等因素的制约而导致的航道信息时效性受限以及浅水区域无法测量等问题,设计了一种用于基于无人船的内河航道信息测量系统。该系统搭载数字测深仪、RTK 、GPS、声学多普勒流速剖面仪（ADCP）等设备,利用船舶无人驾驶技术实现航道水深、流速的自动测量,并通过无线传输网络将测量数据实时传送至测量中心,无人航道测量船的应用是未来内河航道测量智能化的重要尝试。     

利用测量误差理论处理ADCP流速数据研究

长江电子航道图(3.0版)系统利用ADCP测量的河流断面表面流速应用于生成河流主、缓流分区,给船舶用户提供经济节能航。由于船载ADCP测量存在的误差较大,导致生成的河流主、缓流分区存在较大偏差。本文利用中误差理论,对ADCP测量成果中由于测量误差造成的流速数据跳跃提出了解决方案,并取得了较好的结果。     

排桩整流技术内涵及应用

针对船闸下游引航道口门区横向流速超标问题,分析多种导流建筑物削弱口门区回流的机理,提出运用排桩调整水流流态的技术,并将排桩的概念进行延拓,涵盖以往多种导流建筑形式。结合物理模型试验,将排桩技术运用于大藤峡枢纽船闸下游引航道口门区水流条件改善中。成果表明:采用LD为1.0的排桩整流能降低口门区回流流速。     

脉动流速测量数据预处理

脉动流速数据的采集到应用,由于各种干扰因素的存在,一般都需要将测量数据进行预处理。针对水槽实验所测流速数据进行了分析处理,提出了一种由3σ准则、多项式逼近法、小波变换相结合的数据处理方法。结果表明,该方法对流速测量数据的处理效果良好。     

近底流速试验研究及随机相位分布

在明渠清水条件下,测量不同水深情况下近底流速瞬时分布,得知近底流速符合平稳随机过程。依据大量实测试验数据,利用傅立叶变换将时域内流速脉动信号转化到频域内进行谱分析,应用统计分析发现随机相位角服从正态分布,为近底流速谱的建立奠定基础。     

多波束测深系统声速改正技术

海水声速是多波束测深系统进行水深测量的重要参数之一。声速剖面的是否正确直接影响测量结果的精度和可靠性。文章从声速在海水中的传播出发,阐述海水中声速的测量,并通过对海区实验数据的分析,对声速的较正方法进行了探讨。     

有植被明渠垂向流速分布特性的试验与研究

通过水槽试验,研究了植被层以下和植被层以上垂向流速的分布规律。建立了植被层以下垂线流速的三次函数公式和植被层以上垂线流速的对数公式,同时提出了相关系数的确定方法,并通过试验数据和其它水槽流速资料进行验证,表明提出的明渠流速分布律与实际分布是比较一致的。     

鸭绿江河口潮流泥沙数值模拟

在分析鸭绿江河口实测水文泥沙资料的基础上,采用MIKE21 FM模块建立了基于多重嵌套网格模式的河口潮流场和泥沙场数学模型,模型范围为上游丹东市的江桥至河口江海分界线以外6~7 m等深线附近,并对2个潮位站、15个流速流向和含沙量测站进行了验证,对现状条件下的河口水域流场和泥沙场进行了数值模拟与分析。研究结果表明:落潮流速一般大于涨潮,沿程变化上浪头港以下2 km附近及斗流浦航槽内平均流速较大,至河口段水面逐渐放宽,致使落潮水流流速有减小趋势;含沙量沿程呈递增趋势,最大含沙量出现在各分汊水道的上口,即斗流浦水域。     

Estimation and prediction of effective inflow velocity to propeller in waves

A free running test using a container ship model clarified properties of effective inflow velocity to propellers in waves. The analysis assumes that thrust and torque vary keeping their relation to the effective inflow velocity as represented by open-water characteristics of a propeller in a steady calm water condition. Measurement in regular waves confirmed the variation of average values of the effective wake coefficient and ship speed depending on wavelength and wave encounter angle. Comparison with the longitudinal flow velocity measured at the sides of the propeller using an onboard vane-wheel current meters confirmed that one can estimate the effective inflow velocity based on thrust or torque data. Theoretical estimates in regular waves based on a strip method are provided and compared with the experimental data. A prediction model of the future inflow velocity is proposed to cope with a time delay of a propeller pitch controller for higher propeller efficiency in waves.     

无黏性均匀沙起动临界条件的统一

采用确定性分析方法,建立无黏性均匀沙起动流速公式,并用实测资料对其进行验证。通过理论推导,得出基于剪切力和水流功率的均匀沙起动临界条件表达式。对基于起动流速、剪切力和水流功率的均匀沙起动临界条件进行统一,得出各表达式之间的相互转换关系,证明三种起动临界条件在本质上是相互统一的。     

垂线平均流速流向计算方法探讨

声学多普勒流速剖面仪可以测量多层水深的流速流向数据,但目前只使用其中符合传统"六点法"的数据,多余数据被舍弃浪费。文章根据传统的"六点法"垂线平均流速流向的计算原理,给出了"多点法"计算垂线平均流速流向的计算公式。根据上海洋山港海域和招远海域实测流速资料,对采用"六点法"和"多点法"计算垂线平均流速流向的结果进行了分析比较。结果表明:"六点法"和"多点法"计算的垂线平均流速值基本相当,但垂线平均流向差值随着垂线平均流速的减小而呈增大趋势。     

水分对港口煤炭粉尘起动风速的影响研究

为了量化港口煤炭粉尘起动过程中水分产生的影响,采用风洞实验测定含水率变化对粉尘颗粒起动风速的影响。结果表明,水分含量的变化对粉尘颗粒起动风速有影响,且对不同粒径颗粒的影响程度不同;当含水率达到一定数值时,较小颗粒的起动风速明显增大。根据实验数据建立了水分作用下粉尘颗粒起动风速的数学模型,经验证相关性优于传统模型,实测值与理论计算值基本一致,可以定量评价不同水分条件下粉尘颗粒的起动风速。     

An ill-posed inverse problem of a wing with locally given velocity data and its analysis

Using locally given vertical velocity data around a wing, an inverse formulation is presented to solve a lifting problem. The inverse problem is expressed by a Fredholm integral equation of the first kind. In this paper, the kernel of the integral equation gives a Hilbert–Schmidt integral operator, and therefore the occurrence of ill-posedness in the sense of stability cannot be avoided in a normal topology. This difficulty is solved by using the regularization method for ill-posed problems. A composition mapping is introduced so that local velocity data can be available for this inverse problem. In this paper, the ill-posed inverse problem of a wing is studied using the Landweber–Friedman's regularization method within the framework of linear potential theory. A numerical example demonstrates that only with locally given velocity data is the regularization method accurate and suitable for the present physical problem of an inverse mathematical formulation. Therefore, the lifting problem can be solved by using a locally given fluid velocity instead of a wing geometry. Received: April 13, 2000 / Accepted: April 20, 2000