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针对限制性航道船行波作用下的生态护岸问题,研发了新型生态护岸空腔结构,开展自航船舶模型水槽试验,研究船行波作用下腔体内流速分布、紊动特征及集鱼效应。结果表明,在船行波作用下,受腔体复杂结构控制,水体流动由低频波振荡流转变为高频边界层紊流,距边壁越远流速越大,且能量在各频率趋于均匀分布。腔体内紊动呈现多峰值并逐渐耗散的过程,正常船速4.60 m/s时,最大紊动能为0.002 5 m2/s2,位于鲫鱼的偏好动能范围之内;船速增大至6.3 m/s时,最大紊动能为0.177 1 m2/s2,超出鲫鱼的偏好动能范围,不利于鱼类栖息,船舶在鱼类重点保护区宜限速航行。 相似文献
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分汊河段水流的紊动特性对河床冲淤变化和鱼类生境有重要影响,而关于分汊河段水流紊动特性的水平分布的研究较少。为了厘清分汊河段水流的紊动特性,以长江上游部分河段为原型,开展概化模型试验,并对不同深度水流的3个方向(纵向、横向和垂向)的时均流速、紊动强度及紊动能的水平分布特征进行研究。结果表明:分汊水流在分流和汇流区域有低流速区,该区域的水流紊动较强。不同深度水流的紊动强弱与滩体水平剖面面积呈正相关关系,与河床的距离呈负相关关系;近底水流的强紊动区域较为分散;上层水流的强紊动区域较为集中。 相似文献
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破碎锤破岩法作为一种生态环保的清礁方法,在工程建设及航道整治开挖中得到越来越广泛的使用,但关于高频振动冲击作用下礁石损伤演化规律研究较少,破碎锤冲击参数对礁石损伤破碎的影响研究不足。基于水下破碎锤清礁现场试验数据,建立破碎锤冲击下岩体损伤数值计算模型,探究不同参数下的破碎锤破礁规律,并运用极差分析法分析破碎锤破礁的主控因素。结果表明:随着工作油压的增大,礁石破碎参数非线性增加,破碎体积线性增加;随着冲击频率的增大,礁石破碎参数值先增加后保持不变;随着礁石强度增加,礁石破碎参数值均减小;工作油压是破碎锤破礁效率的主控因素,其次是冲击频率,最后是礁石强度。 相似文献
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为探讨大尺度散粒体周围水流的紊动特性,采用高度Δ=5 cm的正方体、球体和四面体概化河床孤礁形态,基于声学多普勒测速仪测量明渠紊流的6组数据,研究脉动流速的统计特性以及紊动强度、雷诺应力和紊动能的分布特征。结果表明:大尺度散粒体周围水流脉动流速的统计参数与散粒体形态密切相关;标准差σ_u~+、峰度K_u的垂线分布较为均匀,σ_u~+沿程分布呈先增大后减小的变化趋势,散粒体上、下游各断面中垂线上的K_u总体大于3,多呈高狭峰,散粒体上游偏度S_k基本为负,下游S_k随水深的增大由正逐渐变为负; 3种散粒体周围水流的纵向紊动强度T_u~+的垂线分布较为均匀,沿程各断面的T_u~+随弗劳德数F_r的增大而增大;正方体的T_u~+总体最大,球体T_u~+次之,四面体T_u~+最小; 3种散粒体周围水流的雷诺应力R~+的垂线分布从近水面到槽底呈逐渐增大的趋势,紊动能E~+的垂线分布呈两端小、中间大的趋势; R~+、E~+在散粒体下游2Δ附近有最大值;大尺度散粒体的阻水面积与其对下游水流的影响强度及范围呈正相关。 相似文献
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结合航道清礁工程案例,对渔业保护区等作业条件下水下礁石破除难题展开了分析,提出采用高频破碎锤施工技术整治航道礁石。结合工程施工条件编制科学施工方案,明确工艺流程和相关技术参数,从设备准备、测量定位、水下作业等方面把握高频破碎锤操作要点,能够成功将施工区全部礁石破除,确认不存在浅点,因此提出的技术方案可供同类工程参考。 相似文献
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修造船坞中卧倒门起卧时的稳定性受水流动力的影响较大。基于RANS方程,利用RNG k-ε双方程紊流模型进行封闭,采用VOF方法跟踪自由水面,对干船坞气控式卧倒门的起浮过程进行了动网格模拟计算。综合考虑三种水位下坞门起卧时的流动特性,结合模型试验数据分析流场和紊动动能随坞门起浮时的变化,为坞门的动力特性分析和坞门设计提供依据。计算结果表明,伴随着顺时针和逆时针涡动结构的快速发展,紊动动能主要集中于铰座、前面板的上端和后门角三处附近水域。随着水位抬升,此三处的紊动动能亦呈现增大趋势,涡动的变化范围加大,尤其是水下运行阶段和关闭阶段,铰座处水域的门坑将受到最强烈的冲击。 相似文献
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软体排是航道整治工程中的基础结构,其水力特性直接影响航道整治工程的护滩效果。通过建立水槽模型,研究软体排压载体附近流场结构、回流区长度、近底流速、紊动流场、切应力等水力特性。结果表明,设置软体排压载体后,近底流速和回流区流速减小,上层流速和水流纵向紊动强度增加,近底层的切应力则明显减小。压载体的设置有利于调节近底水流流态、促进泥沙落淤,提高工程边滩守护效果。 相似文献
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栖息地水动力环境对鱼类生存繁殖具有重要影响。针对长江上游望龙碛河段,采用三维水流数值模拟方法探讨航道整治工程对河段内胭脂鱼产卵栖息地水动力指标的影响。结果表明:河道各断面流速分布沿河宽呈“中间高、两边低”;工程后各断面适宜产卵流速区域向右偏移,且偏移量随流量增大而增加,最大偏移量60 m。涡量沿水深成层分布,总体呈“底层大、表层小”;工程后涡量较大值集中出现在工程区域附近及河道断面中部,涡量沿垂线分布变化明显,随着流量增大涡量变幅增加,最大变幅0.05 s-1;动能梯度沿水深分布与涡量相似,沿河宽方向动能梯度分布特征与深水区域分布表现出较强的相关性;流量增大后各断面动能梯度最大值增加。工程后形成的复杂水动力条件有利于鱼类生存繁殖。 相似文献
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生态丁坝是基于水工学和生态学的新型整治建筑物,不仅起到调控河道水位、维护边坡稳定的作用,还促进了生态修复。采用Flow-3D流体力学软件分析了新型半圆形构件的流速、紊动能等关键水动力要素。结果表明,基于Flow-3D数值模拟得到的水流流速拟合结果良好,采用该软件研究航道整治工程中复杂构件的水动力特性是可行的;新型半圆形构件内的横隔板将腔体分为上下两块区域,上方水流流速、紊动能明显大于下层,且下层流速、紊动能基本不受外界流速影响;构件上下层具有不同的生态效应,其水动力特性分别适宜于鱼类和底栖生物的生存。 相似文献
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在三峡水库消落期和汛期河道恢复至天然状态时,五台梁礁石突出碍航,制约航道发展,亟需实施清礁整治。考虑近期航道建设和远期扩能提升需求,拟定了一次性整体切除清礁方案,并采用数值模拟方法对方案整治效果进行预测分析。结果显示:1)工程实施后,清礁区水深增大,过流能力增加。2)局部水流流态明显改善,水流趋于平顺,航道侧横流减至0.25 m s以下。3)4.5 m水深航道宽度在300 m以上,达到了预期整治目标,证明方案合理、整治效果符合预期。 相似文献
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