泥石流与主河交汇区三维数值模拟

依据流体力学和非牛顿流体力学原理,建立了交汇区混合流运动方程,分析并提出了双场交汇计算的耦合模型,主要包括数值计算方法、交汇区流变关系和泥沙沉降关系.通过计算表明,该三维耦合计算模型能与实测资料相吻合,并能详细刻画交汇区泥沙浓度分布规律及主河水位的变化.     

泥石流与主河水流交汇的试验研究

分析了泥石流与主河交汇试验的模型相似律并进行室内模型试验，探索了泥石流与主河水流的交汇规律．试验结果表明：交汇口支槽与主槽槽底之间的关系不同，泥石流入汇主槽后的运动形式也不同，大体可分为潜入式交汇和分层交汇2种形式．潜入式交汇中，泥石流龙头速度近似按线性关系衰减，龙头几何特征与异重流不同，它的高度与长度变化较小，横向宽度与长度可用线性关系表达；当支槽有回水时，泥石流头部受到水流的破坏，发生沙、石沉降，形成分层运动．     

泥石流和速流结构耦合作用数值模拟

泥石流具有强烈的冲击破坏作用，是防治结构和穿越泥石流沟谷其他建筑物毁损的重要影响因素，笔者在文中基于流固耦合的基本理论，运用有限元程序ADINA对西昌平川泥石流中的速流结构在泥石流冲击作用下的动力响应进行数值模拟，通过对水平位移和应力的分析，得到了一些有益的结论，     

泥石流和速流结构耦合作用数值模拟

泥石流具有强烈的冲击破坏作用,是防治结构和穿越泥石流沟谷其他建筑物毁损的重要影响因素,笔者在文中基于流固耦合的基本理论,运用有限元程序ADINA对西昌平川泥石流中的速流结构在泥石流冲击作用下的动力响应进行数值模拟,通过对水平位移和应力的分析,得到了一些有益的结论.     

轴流泵的三维造型与数值模拟

为实现轴流泵三维模型的自动生成，提出了基于AutoCAD与VB的参数化建模方法，基于AutoCAD的COM编程接口，通过数据对象创建数据库连接，以VB为编程语言，实现了轴流泵叶轮的参数化三维建模，采用雷诺平均Navier-Stokes方程和标准k-s模型以及SIMPLEC算法，对轴流泵叶轮内流场进行了数值模拟，并基于模拟结果对轴流泵水力性能进行了预测，结果表明，数值模拟可以预测轴流泵的性能，为水力设计提供参考。     

隧道开挖三维有限元数值模拟分析

围岩及支护结构的位移、应力分布变化规律是隧道开挖是否安全的评价标准。针对隧道开挖计算的复杂性,采用有限元对其建立三维数值模拟。利用ANSYS对隧道开挖过程进行模拟,得到支护结构的位移、应力分布变化规律。数值计算结果表明,竖向最大位移发生在拱顶处,而支护最大压应力出现在拱腰。     

三维气泡运动的数值模拟

文章基于VOF模型,借助FLUENT软件,对单个三维气泡在近自由面运动进行了数值模拟。采用了VOF的PLIC界面重构方法,追踪气泡运动过程中气泡表面的变化。监测了气泡上升速度变化以及气泡运动对自由液面的影响。通过对直径不同的气泡数值模拟,得出了气泡运动的一些基本规律。本文数值模拟结果与实验值对比分析,三维数值模拟数据与试验结果吻合较好。     

隧道斜交进洞法施工全过程三维数值模拟

结合具体工程,介绍了斜交进洞法“零开挖”进洞的设计要点和施工工序,对斜交进洞法施工的全过程进行了弹塑性数值模拟.研究表明,斜交进洞法可保证山体稳定,同时避免洞口段大开挖,保护环境.     

隧道零开挖进洞施工全过程三维数值模拟

结合具体工程,介绍了锚杆框架法零开挖进洞的设计要点和施工工序,对锚杆框架法施工的全过程进行了弹塑性数值模拟.研究表明,锚杆框架工法可保证山体稳定,同时避免洞口段大开挖,保护环境.     

渤海三维潮流数值模拟

采用Leendertse三维非线性分层模式对渤海的M2和K1分潮进行了数值模拟，探讨各分潮的最大流速、最大流速方向及其发生的时间，找出在渤海的分布变化规律及其随水深的变化情况，其计算结果与实际拟合良好。     

岩溶隧道开挖围岩力学及渗流三维数值模拟

依托贵州省在建的新寨隧道,用 ABAQUS 有限元软件建立计算模型,模拟隧道施工过程中围岩及衬砌结构的变形和受力特征。考虑地下水的作用,计算了围岩的孔隙水压力和分布规律。分析结果表明：隧道开挖过程中,围岩存在一定程度的应力释放,隧道拱顶和仰拱底部局部会出现较小的拉应力,而在隧道边墙部分则出现应力集中的现象。隧道开挖应力影响范围约为2倍洞径,在1倍洞径范围内影响较大,不宜在不作处理的情况下修筑其他地下空间结构。隧道围岩塑性区沿隧道径向影响范围约为4 m。     

公路泥石流研究综述(Ⅰ)

泥石流既是一种典型的公路水毁类型,也是公路水毁的主要动力.基于对国内外大量泥石流研究成果的分析,笔者将其研究现状概化为泥石流学科体系及分类、泥石流形成条件、泥石流模型、泥石流运动及冲击、泥石流磨蚀作用、泥石流防治技术、泥石流试验和泥石流灾害评价与预测等8个方面.本文主要对泥石流学科体系、形成条件、泥石流体模型及泥石流运动及冲击作用进行全面的分析与评价,强调建立公路泥石流学的必要性,为有效防治公路泥石流奠定重要的研究基础.     

模拟泥石流中块状物分布的电容层析成像测量

电容层析成像（ECT）是一项基于电容敏感原理的过程成像技术,利用ECT方法,采用高黏度流体模拟泥石流,在球状及柱状容器注入酒精和泥沙,模拟泥石流中固体块状物质,通过自行设计制作的双电极传感器,在上下游截面同时获得块状物图像信息,利用互相关方法,计算固体块状物位置图像,对模拟泥石流中固体块状物的位置及运动进行可视化测量,为泥石流流动机制的研究探索合理而有效的途径.     

高速列车转向架舱内流场实车测试与数值模拟

设计了一种高速列车转向架舱内流场状态测试装置。在无横风、横风速度为15m·s^-1与端板角度分别为30°、45°、70°条件下对转向架舱内流场进行了数值模拟, 并分析了裙板包覆对转向架舱内积雪形成的影响。试验结果表明: 转向架舱内气流流动规律的实测结果与模拟结果相同, 说明数值模拟可行; 动气流由列车底部以及两侧裙板灌入转向架舱内, 流经端板时产生流动分离现象, 大部分气流由端板底部及两侧裙板后部排出; 自头车往后, 流经转向架舱内的气流速度逐渐减小, 裙板处进气区域减小, 裙板后部排气区域增大; 雪粒大多由流经转向架舱底部的气流带入, 然后在转向架流场影响下不断沉积而产生积雪; 合理设置转向架舱端板角度可以减小冰雪在转向架舱内堆积的概率; 包覆裙板并不能有效减少转向架舱内积雪, 不建议采用。     

泥石流在渡槽中的流动速度研究

根据流体力学的能量方程 ,求出泥石流在渡槽中任意断面的平均流动速度 .对计算所需的各参数分别进行了讨论 ,特别首次引入泥石流对一般水体的修正系数K ,最后 ,给出了具体的算例     

泡漩水数值模拟研究

笔者针对泡漩水所具有的三维性、自由表面、强紊动性的特点,采用三维K-ε模型,引入通度概念处理不规则边界,用VOF法追踪自由表面,并对突嘴深槽组合地形产生的泡漩水流场进行了数值计算,计算结果与实测资料吻合良好.     

三峡坝区河势演变与水流特性的研究

给出了三峡坝区河势演变与水流动力特性变化的试验研究成果     

公路特大型泥石流治理综合模式及应用

公路特大型泥石流是迄今尚未解决的公路病害,遵循公路泥石流防治的特殊性所开发的速流结构、底埋隧道、翼型墩汇流技术及糙桩技术是该类泥石流极其有效的防治技术[1,2].笔者根据这些单体技术构建了4类综合治理模式,即1)拦渣坝+速流结构,2)底埋隧道+速流结构,3)翼型墩汇流结构+底埋隧道,4)糙底群桩+速流结构,对每类综合模式的适用条件及关键技术进行了分析.从1999年以来实施了多个示范工程,显示出极其良好的治理效果,为同类型的特大型公路泥石流治理提供了重要技术借鉴.