均质透水丁坝二维水流模拟研究

透水丁坝具有一定的透水率,其坝头水流分离程度、坝头局部冲深相比于实体丁坝要小,此外坝体的孔隙为鱼类和其余水生生物提供了栖息环境,对环境保护起到积极作用。为模拟均质透水丁坝平面二维水流运动,文章基于正交曲线贴体坐标系下平面二维水流数学模型,引入通度系数的概念考虑丁坝的透水率,并对考虑通度系数后的方程进行离散和求解。采用已有的水槽试验资料,进行了初步验证,模拟透水丁坝作用后的流场和水位场,结果表明计算和实测符合较好。     

透水框架群促淤护滩效果Ⅰ:平面布置形式

在长江航道整治工程实践中,透水框架群的促淤护滩效果得到了很好的证实。已有研究成果均集中在透水框架群及其周围水流特性和床面冲淤特征方面,而透水框架群护滩效果的衡量指标尚未见文献报导;此外,透水框架群不同平面布置形式对河床冲淤特征的影响远不清楚。通过概化水槽模型试验,研究了冲刷条件下透水框架群守护心滩的河床冲淤特性,提出了透水框架群护滩效果的衡量指标,并对比分析了透水框架群多种平面布置形式的冲淤特性和促淤保沙效果,提出了冲刷条件下,透水框架群护心滩的平面布置设计原则。     

透水框架群促淤护滩效果I：平面布置形式

在长江航道整治工程实践中，透水框架群的促淤护滩效果得到了很好的证实。已有研究成果均集中在透水框架群及其周围水流特性和床面冲淤特征方面，而透水框架群护滩效果的衡量指标尚未见文献报导;此外，透水框架群不同平面布置形式对河床冲淤特征的影响远不清楚。通过概化水槽模型试验，研究了冲刷条件下透水框架群守护心滩的河床冲淤特性，提出了透水框架群护滩效果的衡量指标，并对比分析了透水框架群多种平面布置形式的冲淤特性和促淤保沙效果，提出了冲刷条件下，透水框架群护心滩的平面布置设计原则。     

长江口南槽航道透水梯形结构整治建筑物水动力特性研究

文章依托长江口南槽航道治理工程,对一种透水梯形结构整治建筑物进行了研究,通过物理模型试验重点研究了其水流流速和泥沙淤积效果等水动力特性,并根据试验结果对结构进行了优化。优化方案对透水梯形结构的不同开孔结构和底板方案进行了比选,基于比选试验结果,给出了推荐方案结构,可为生态航道建设提供参考。     

四面六边透水框架护滩结构效果水槽试验研究

通过水槽试验,研究四面六边透水框架护滩结构效果.试验结果表明,实施四面六边透水框架防护后,河底流速有明显减小,四面六边透水框架具有透水、消能、减小近底流速、局部改善水流流态的作用,从而有可能将近底流速降至不冲流速以下,甚至于使河床产生淤积.与传统护滩工程相比,四面六边透水框架能有效地避免实体护岸工程基础容易被淘刷而影响自身稳定问题,且适应河床地形变化能力强,不需要地基处理,不需要护底,直接抛投于床面,自身稳定,施工简单,成本低,是一种值得大力推广的新技术.     

单个透水框架的三维数值模拟研究

透水框架因其具有较好的防冲促淤功能,在航道整治中得到了广泛的应用。主要对单个四面六边体透水框架和双工字型透水框架进行三维水流数值模拟,揭示其防冲促淤机理,并对两者之间的差别进行对比分析。结果表明:透水框架通过改变水流的大小和方向及加速水流能量的消耗来促进泥沙的淤积,相对于四面六边体透水框架,双工字型透水框架具有更好的防冲促淤能力。     

软体排与扭双工字透水框架结构潜堤下游联合护底试验研究

为充分利用软体排与扭双工字透水框架的各自结构护底优势、减少工程投资,通过水槽试验研究了潜堤下游两者联合护底的水动力特性、防护效果及适用部位、布置方式等关键技术问题。结果表明坝脚附近出现下沉水流、堤坝后存在横轴环流;框架群可有效减缓水平向滩面水流,但无法消减越堤的竖向水流,框架不能直接抛投于堤脚或坝脚处,应抛投于软体排的下排边;排边框架抛投宽度以20 m左右(5 m搭接)为宜,框架抛投密度以2个m2时效果最佳;成果可为工程设计提供技术参考。     

基于下游引航道口门区流态的隔流墙结构形式优化措施

船闸外侧水流受枢纽下泄不稳定流的影响较大，为解决流速、流态对船舶航行的不利影响，维持引航道水流条件，分析下游引航道不稳定水流的成因，结合近年来建成的隔流墙布置方式和结构形式，通过平面布置、模型试验、资料统计分析等方法，探讨了实体墙、隔流墩、透水孔墙等诸多结构形式对水流条件的影响，研究提出多种引航道隔流墙结构布置形式和优化措施方案。     

透水框架坝生态效应研究

为了研发生态结构,给生态航道建设提供技术支撑,在进行水生生物调研分析的基础上,提出了透水框架坝的结构形式。通过开展相应的水槽试验,对比分析透水坝与实体坝的作用区别,并结合水槽试验成果,从集鱼效应、提高鱼类栖息适合度等方面分析透水框架坝的生态效应。得到主要结论如下:1)从流场分布来看,实体坝在坝后一定范围内存在回流区;框架坝坝后无回流区存在; 2)相对于实体坝,透水坝作用效果较弱(冲刷坑深度约为实体坝的60%),作用时间更长; 3)透水框架坝能够起到人工鱼礁的作用,框架坝的内部空隙为鱼类等水生生物提供栖息庇护场所,对鱼类有较强的诱集效果; 4)框架坝通过提高水体含氧量和提高有利于鱼类的流速区面积来提高鱼类的栖息适合度。     

深水航道整治中新型结构淹没丁坝与水流相互作用

大型混凝土齿形丁坝首次应用于深水航道整治工程中,其与水流相互作用的影响并不清晰。通过理论分析与数值模拟的方法对新型丁坝的壅水特性进行研究,并通过与其它坝型结构对比分析了新型丁坝对过坝水流的影响,进而通过阻挡流量的表征方法对新型丁坝的水流力计算方法进行探讨。研究发现新型丁坝壅水公式能够较为合理地预测其壅水值,且由于基床的存在,新型丁坝对过坝水流的影响较小,同时,通过阻挡流量表征的水流力计算公式形式更为简便。新型丁坝的引入对长江沿岸水沙及生态平衡起到保护作用,其研究成果可为新型丁坝的设计及应用提供科学的理论指导,也对其他新型结构设计具有借鉴价值。     

海堤护面型式对波浪爬高和越浪的影响

在海堤护面设计中,通常在满足稳定的基础上,还希望通过采用适当的护面型式来减少波浪的爬高和越浪量,以降低堤顶高程,减少工程造价。通过具体工程不同护面型式波浪爬高和越浪试验,提出斜坡上波浪爬高和越浪量不仅与护面类型有关,还与护面消浪结构所处位置有关,可供工程设计参考。     

透水框架制作工艺的改进与工程经济适用性分析

透水框架因其本身具有的消能、固滩和促淤的特点在长江中下游航道整治工程中得到了广泛应用。针对传统的杆件焊接式透水框架和改进制作工艺后的一次成型透水框架在预制所需堆场面积、模具费用和施工工艺等在工程经济方面进行比较,分析其工程经济适用性,并对其适用条件和范围提出建议。     

整体式四面六边透水框架机械化预制施工技术

四面六边透水框架在水流的作用下有很好的防冲促淤作用，近年来在长江航道整治工程中大面积使用，已逐渐成为航道整治工程中不可或缺的工程构件。四面六边透水框架预制件一直以来采用纯人工生产，工艺落后。通过对整体式四面六边透水框架预制使用泵送布料技术，以实现整体式四面六边透水框架机械化预制，与传统工艺相比，机械化预制能够保证质量、生产进度、降低成本。     

Vibration transmission characteristics of composite laminate joints based on power flow北大核心CSCD

[目的]为了研究复合材料层合板连接节点的振动传递特性,提出一种采用有限元功率流法并结合功率流可视化技术的分析方法。[方法]首先,验证用有限元实体单元功率流描述板壳振动的有效性;然后,引入功率流传递率评价指标,提出有限元模型功率流传递率的计算方法,并以导纳功率流法计算结果为参照来验证其有效性;最后,建立嵌入式连接和螺钉连接这2种复合材料层合板的连接模型,计算其功率流传递率曲线和典型功率流矢量图。[结果]对比验证结果表明,2种连接模型的振动传递路径和功率流传递率存在明显差异。[结论]有限元功率流法直观反映了连接结构的振动传递能力及振动能量传递路径,可为复合材料结构设计提供参考。     

潮流数值模拟中透空式防波堤处理方法研究

透空式防波堤利用上部结构的挡浪板实现挡浪消波,为港区提供良好的泊稳条件,桩基和挡浪板部分入水会改变建筑物局部水域的水动力特性。在有透空式防波堤的海域进行二维潮流数值模拟时,分别利用了等流量法和等效阻力法对挡浪板进行概化,将挡浪板对水流的阻碍作用等效为通过改变地形和当量糙率来模拟对水流的影响;研究分析了透空式防波堤概化处理后,挡浪板对周围水域的水动力特性的影响。结果表明两种方法均能模拟出挡浪板的阻水效果,其中等效阻力法物理概念清晰,模拟结果更符合实际规律。     

砂质海床特性对单桩所受波浪荷载的影响

砂质海床特性极大地影响波浪与海工单桩基础结构的相互作用,而将多孔介质海床简化为刚性、不可渗透固体海床,忽视了多孔介质海床对波浪能量的影响。研究砂质海床孔隙率、介质颗粒平均粒径对单桩所受波浪荷载的影响,设计5种不同海床特性的波浪水槽试验。研究结果表明:在相同波浪条件下,砂质海床结构内部的孔隙流对波浪能量产生衰减作用,随着颗粒直径的增大,波浪能量衰减愈加明显,单桩所受波浪荷载越小。当海床孔隙率较小,海床结构内部水流运动微弱,多孔结构对波浪消能作用不明显。当海床孔隙率进一步增加,海床结构内部水流运动增强,多孔结构对波浪消能作用显著,单桩所受波浪荷载明显减弱。     

基于水槽试验及图像分析的透水框架护底检验标准研究

透水框架作为一种减速促淤的整治建筑物,近年来在航道整治工程逐步得到推广,在守护工程中应用最为广泛.长江航道规划设计研究院研发了一种新型透水框架——扭双工字型透水框架,并在南京以下12.5 m深水航道建设一期工程通州沙潜堤护底中进行了试验性应用.确定合理的透水框架护底检验标准,是保证防护效果的重要基础,而目前的航道整治工程质量检验标准,并未对此作出明确规定.通过水槽试验提出透水框架护底的检验标准,利用测扫声呐图像分析提出相应的检验方法,并进行了室内光学图像试验验证,符合较好.