低压孔口式滴灌管出流规律试验分析

在0.25～5 m的水头下对孔口式滴灌管的出流规律进行了试验分析。结果表明：试验条件下孔口式滴灌管的出流均为紊流式出流,孔口流量随孔径增大而增大,增幅随管径的增大而增大。在相同的工作压力下,0.6 mm孔径滴灌管,孔距33 cm的孔口流量大于孔距100 cm的;0.9、1.2 mm孔径滴灌管,孔距100 cm的孔口流量大于孔距33 cm的,孔距50 cm的孔口流量均最小。测试滴灌管灌水均匀度随工作水头有2种变化关系：一种是灌水均匀度随工作水头的增大而增大;另一种是灌水均匀度随工作水头的增大先增大后减小。当滴灌管处理与试验条件相似时,工作水头宜控制在1～2.5 m。     

基于孔口出流原理的新型配水节流器配水特性

基于流体力学中的孔口出流原理,设计了一种与节水农业灌溉装置配套使用的新型配水节流器。采用理论分析和模型试验相结合的方法,以孔口开度、工作水头、配水流量为因子,对该配水节流器的配水特性进行了研究。研究表明:不同配水节流器孔口开度下,配水流量随工作水头的增大而增大,且呈乘幂关系;在相同水头情况下,配水流量仅与孔口开度有关。这样就可以通过控制开度调节配水流量,精确控制灌溉水量,从而达到节水灌溉的目的,同时也非常方便田间操作。     

孔口出流公式作为解水击连锁方程边界条件的局限性

 论述了恒定孔口出流公式近似用作末端断面针阀控制的简单管道水击连锁方程的边界条件的局限性， 指出由此可能导致与实际情况不相符合的计算结果的原因所在，并提出了避免发生上述错误的计算方法。     

异重流孔口出流极限吸出高度分析

通过对60年来盐水异重流孔口出流的试验和理论分析成果的综述与分析,讨论了孔口前异重流泄出层厚度参数的定义,论述了极限吸出高度与泄出层厚度的研究成果,以及孔口出流浓度与孔口出流参数的关系。提出了一个极限吸出高度的无量纲数。分析已有的试验成果发现,大部分二元和三元孔口出流试验的极限吸出高度参数接近某一定值。故在已知异重流浓度和出流流量时,即可估计出孔口出流极限吸出高度和泄出层厚度等值。     

交错气泡运动特性数值模拟研究

为了进一步探讨交错气泡运动形变特征及运动过程,采用Open FOAM开源计算流体力学软件,利用VOF方法,对三维两气泡在不同间距及偏移距离时的上升运动行为进行模拟,研究气泡间距及偏移距离对流场、速度场及气泡形态等的影响。结果表明:在两气泡运动至聚并为一个气泡前,两气泡两侧存在4个大小不一的旋涡,下气泡左侧旋涡影响范围较小;两气泡聚并为一个气泡后,该一个气泡两侧形成2个大旋涡并随着偏移距离增大,左侧旋涡影响的范围也越大。两气泡的间距及偏移距离影响着气泡上升及聚并过程中的气泡形态。气泡间距一定时,下方气泡偏移距离越大,两个气泡顶部速度增幅越小。     

浑水异重流孔口出流泄沙规律

对垂直壁孔口和底孔出流的室内试验资料,以及三门峡水库、官厅水库的现场异重流孔口泄沙资料进行分析,得到出流含沙量与孔口高度和泄出层厚度的经验关系曲线。此关系曲线可用于估算在一定条件(孔口流量、异重流含沙量、孔口高度)下的出口含沙量。最后分析了孔口距底高度对浑水异重流孔口出流的影响,提出设计多沙河流上水库浑水异重流孔口泄沙的孔口位置时应注意的要点。     

不同曝气量和纵横比下针孔喷射气泡羽流摆动特性的数值模拟研究

该文采用三维欧拉-欧拉法结合标准k-ε紊流模型模拟了矩形鼓泡塔内针孔喷射的气泡群的瞬时流动特性,并开展了纵横比和曝气量对气泡羽流摆动特性的影响分析。数值模拟结果很好地复现了低空隙率气泡羽流的周期性运动特性。当纵横比H/W=1.0时,气泡羽流的流动形态和结构稳定;当纵横比H/W=2.25和H/W=3.0时,气泡羽流的流动形态不稳定,呈现周期性摆动规律。在模拟计算中曝气量Q_0的范围为13.3 mL/s–170.4 mL/s。随着Q_0的增加,气泡羽流摆动周期减小并且趋于稳定,液体的含气率在增加并呈线性趋势;两种纵横比对气泡羽流的摆动周期和气体总空隙率的影响较小。     

宽顶堰淹没出流水气二相流数值模拟

采用VOF方法对宽顶堰淹没出流进行水气二相流数值模拟,其数值计算结果与模型试验结果比较吻合,表明宽顶堰淹没出流水气二相流数值模拟是可行的.     

二维孔口的边界元法数值计算

本文利用边界元法建立了一个求解二维孔口的数学模型。这一模型的特点只需要知道边界上的基本边界条件和自然边界条件,就可以得到边界上所需要求的流函数和水流速度;进而也可以得到内点的流函数及流速分布;并得到壁面上的压力分布。通过对带自由面的丹江口深孔的算例,得到了令人满意的计算结果。     

平口管口处气泡行为特征数值模拟

为研究平口管口处单个气泡行为特征,采用流体体积模型(Volume of Fluid, VOF)方法,数值模拟研究气泡的膨胀脱离过程,对比分析了浸没方式、管径、气体速度、液体密度和表面张力对气泡膨胀脱离时间和脱离直径的影响规律。研究结果表明:在3种不同管口浸没方式下,气泡膨胀脱离时间均随管口气体速度增大而降低,但降低速率逐渐减小;在底部和顶部浸没方式下,气泡膨胀脱离时间和脱离直径随表面张力增大而增加,随液体密度增大而降低;对于侧面浸没方式,气泡膨胀脱离时间和脱离直径随表面张力增大整体呈上升趋势,而受液体密度影响不大。气泡膨胀脱离时间与气泡脱离直径呈正相关。所建立的数学模型能够真实地模拟气泡形成及运动特征,从而提供一个有效的研究方法。     

基于水动力学计算的气泡上升规律研究

不同直径气泡上升时间与水深之间的关系是气泡浮子法测流的基础。针对静水中气泡上升的加速与匀速过程进行了计算与分析,将气泡上升过程划分为加速与匀速段,基于流体力学原理,求得气泡匀速上升速度与直径之间的关系、加速时间及其高度占总上升过程的比例,以及不同直径气泡冒出时间与水深之间的关系。结果表明,气泡直径在[0.5,2.0]mm区间时最终速度的流态处于过渡区,在（2.0,4.0]mm区间时最终速度的流态处于紊流区,且最终速度随直径增大而增大;加速上升时间及其高度占总过程的比例极小,故可对气泡上升全过程近似做匀速处理;相同水深下,气泡直径越大,冒出时间越短。     

气泡在波浪中的运动

本文研究了单个球形小气泡在理想流体的波浪场中在浮力作用下的运动，忽略气泡对波流场的影响，导出了气泡运动的方程组。对方程组进行了求解，发现气泡运动中非线性耦合的影响随气泡半径的增大而增大，对于较小的气泡可以忽略；在小气泡情况下，由于重力波频率与气泡本征振动频率相差太远，二者的振动不合耦合，在气泡的上升过程中，气泡的振动很快衰减，基本上可以忽略，给出了气泡上升运动的轨迹所需的时间，在波浪较大，气泡较小     

气泡在波浪中运动的实验研究

本文对气泡在波浪中的运动进行了实验研究，得到了气泡在波浪中运动的平均上升速度及上升运动轨迹，并同理论进行了比较。发现当气泡直径小于１ｍｍ时，气泡在波浪中的平均上升速度与静水中的稳定上升速度基本一致，波浪的影响很小，且是随机的。当气泡直径大于１ｍｍ时，气泡在波浪中的平均上升速度不再随直径增大而增大，而是趋向于某一定值。这与气泡在静水中稳定上升速度的变化趋势是一致的。当气泡直径小于１ｍｍ且气泡到液面的     

静水中单个气泡的动力学特性数值模拟

为研究水中气泡上升的动力学特性,采用数值模拟方法,以静止水中的单气泡为研究对象,应用 CFD 分析软件,建立了气泡在浮力和重力作用下的仿真模型。模拟区域考虑了静水压力梯度场,采用无滑移技术处理流场边界及全结构网格技术处理气泡,对直径为 2.6 mm 和 4 mm 的气泡进行了数值模拟。分析了气泡在水中的运动机理,并将数值计算与实验数据进行了对比。结果表明：气泡在水中的上升路径与上升速度与试验结果吻合良好,此方法为利用数值手段研究水中气泡的运动特性提供了一个有效的解决途径。     

某重力坝泄洪底孔水力特性的数值模拟研究

为了充分研究泄洪底孔的水力特性,利用FLUENT软件,采用标准 k～ε紊流数值模型和体积分数法（VOF ）自由表面追踪技术,对某重力坝泄洪底孔全程进行了三维数值模拟研究。数值模拟得到了设计和校核洪水位两种工况下,泄洪底孔的沿程水面线、压力以及流速分布等水力特性。数值模拟结果与模型试验数据对比分析显示,二者吻合较好。研究表明数值模拟在实际工程运用中是可行的。     

基于MATLAB的泄洪洞气泡运动轨迹检测

针对高水头泄洪洞气泡运动轨迹难以测定的情况,设计并制造了比尺为1∶100的雅砻江锦屏一级水电站泄洪洞模型,首次采用图像测量方法对泄洪洞内气泡沿程运动特性进行测量。使用高速摄像机拍摄到清晰的气泡运动图像序列,并利用MATLAB图像处理方法实现了对流场中气泡的分割识别,得到气泡的面积、形心等参数,并进一步获取了泄洪洞流场中单个气泡运动轨迹。     

空泡在任意流场中的运动研究

本文从理论上较全面地分析了空泡在任意流场中的受力，在空泡运动中，考虑了变形场、有气体扩散、流体的可压缩性等因素的影响，建立了空泡在任意流场中的三维运动控制微分方程，给出了计算空泡运动的数值方法，并求解了空泡在一混流式水轮机转轮流场中的运动。     

单气泡在压力脉动场中运动的数值计算

本文对地均匀规则脉动场中的单气泡运动进行了数值计算，采用不做线化假定而直接对文献[1]中提出的气泡在自由流场中运动的控制方程进行计算，得出了一些很有意义的结论。     

数值模拟二维气泡在粘性液体中上升运动的边界积分方法

本文在考虑界面张力的条件下，和边界层方法马液体粘性对无粘势流的影响化为修改势流在自由面上边界条件的办法，导出了数值模拟二维气泡在粘性液体中上升和变形的边界积分方法。边界层近似的误差为Ｏ（δ＾３）＝Ｏ（Ｒｅ＾－３／２）。数值模拟结果显示，在大气泡（大Ｒｅｙｎｏｌｄｓ数）情形的影响很小。随着气泡尺寸的减小，表面张力和粘性的影响都增强，但与表面张力相比，粘性的影响处于比较次要的地位。