连续弯道内水流运动的特点

利用数学模型,采用带旋流修正的紊流模型,同时借助VOF方法描述自由表面,对6个连续反向弯道中的水流运动特点进行了数值计算,分析了连续弯道中的主流线分布,不同来流情况下的纵向水面流速变化以及横向环流在连续弯道中的发展过程.结果表明,在连续弯道中,高流速区均出现在弯顶前凸岸一侧;连续弯道两个反向弯段的横向环流也是反向的,下一个弯段的环流发展受到上一个弯段环流明显的抑制作用;随着上游来流量的增大,弯道中最大纵向流速的位置由弯顶前凸岸处向弯顶下移,顶冲点下移,纵向流速沿弯道宽度方向的分布趋于均匀,水流"走直"的趋势明显.     

河口潮流垂线流速分布与床面阻力研究

本文从液体不稳定流微分方程出发,推导了河口均质潮流垂线流速分布公式,水流切力垂线分布公式以及床面阻力公式,并用实测资料作了验证,二者基本吻合。在此基础上,应用大量的实测资料统计分析,得到了反映潮汐河口床面阻力系数变化的表达式。     

弯道水流环流结构的试验研究

建立了弯道水流概化模型试验,利用ADV对三维流速数据进行了采集.通过对弯道水流流速的分析统计.对弯道环流沿程变化和分层结构进行了初步研究.结果表明,环流结构在弯顶前后呈现出不同规律,并且存在沿水深上下分层的现象.研究为进一步深入探讨弯道水流特性奠定了基础.     

极端波浪溢流过程中海堤堤顶的下冲水流特征分析*

针对堤前水位高于堤顶时极端波浪溢流造成的海堤堤顶下冲水流问题，基于波浪溢流大型水槽试验中测得的堤顶流速时间序列开展研究，并提出波浪溢流过程中不同角度下冲水流的发生概率和平均流速的经验公式。结果表明，下冲水流的流速通常大于同一位置的流速均值，下冲水流的发生概率随其角度增大而明显减小，下冲水流的平均流速随其角度的增大而略有减小，但当出水高度趋近于0时，不同角度下冲水流的平均流速均会显著增大。     

弯道横向环流试验及分析

文章阐述了弯道横向环流的形成机理,建立了180°矩形断面弯道的概化模型,据此来分析弯道水流环流的流态特征。根据环流强度在不同剖面的沿垂线分布情况和等值线图,分析了弯道环流强度。通过流场在弯道各种断面的情况,得出的弯道环流特性可为相关的理论研究及工程实践提供理论基础。     

明渠挟沙水流垂线流速的分形特征研究

文中采用分形的方法去探讨明渠挟沙水流垂线流速分布的规律,结果表明:挟沙水流垂线流速确实存在着简单分形现象,且整个水深范围都属于无标度区间。通过试验资料计算得到了流速分维值,并探讨了该分维值的物理意义以及与各种水力参数的关系。     

库区连续急弯段的通航水流条件研究

根据水力学原理和弯道河床特性分析,并通过整体水工模型试验,研究库区连续急弯段的通航水流条件及其改善措施。针对急弯河段存在的水流集中、流速峰值大、涡流、螺旋流同时出现,水流条件不能满足通航要求的问题,研究提出了填潭、河道扩挖和切除凸嘴的综合整治措施,可以消除旋流、降低航道内流速峰值,从而改善通航水流条件,提升通航流量。     

弯曲河道水流的研究现状

水在流动的时候受边界条件影响很大。弯道水流是工程实际中经常碰到的一种水流形式。由于弯道特有的几何特征和几何条件,其水流特性与顺直河道有显著的不同。弯曲型河流的水流运动研究包括流速及流速分布、比降、流场分布、环流运动、紊动特性等。单个的独立弯道中水流结构方面的研究已经比较成熟,文章对此进行了系统归纳。而连续弯道水流结构研究的成果还不多见,针对目前该领域研究中存在的问题提出了一些看法与建议。     

小流向角下的30万吨级油船水流力试验

现行的《港口工程荷载规范》没有体现出小流向角对船舶水流力的影响,而船舶水流力的变化与流向角及流速密切相关。为精细化研究小流向角及流速对系泊船舶的作用力影响规律,基于物理模型试验,研究流速为1. 0、1. 5、2. 0 m/s,流向角θ为0°～15°的条件时30万吨级油船的船舶水流力的变化规律。结果表明,纵向力和横向力均随着流速的增大而增大;当流向角θ为0°～15°时,纵向水流力与使用规范公式的计算结果吻合较好,横向水流力的试验结果约为计算值的2倍。     

水流动力条件下滑坡涌浪初始波浪特征研究*

借助水流动力条件下弯道浅水区三维散体岩质滑坡涌浪模型试验系统,研究水流动力条件下滑坡涌浪的初始涌浪基本特征和首浪高度的确定方法。根据物理模型试验观测资料,统计计算得到初始涌浪的最大波高、最大周期、有效波高、有效周期及波陡特征值;分析滑坡倾角、滑坡方量、河道水深、水流流速对首浪高度的影响;采用无量纲及多元回归分析方法,给出首浪高度的计算公式。采用长江新滩滑坡涌浪实测资料,将本文给出的首浪高度计算公式与Noda公式、Slingerland公式、潘家铮公式、殷坤龙公式、中国水利水电科学研究院公式进行对比,表明本文公式计算值与实测值相差最小。     

景洪升船机下游引航道口门区通航水流条件观测研究*

针对通航建筑物下游引航道口门区复杂流场的现场观测难题，发明了高精度的水流流速、流场测试方法，准确获得不同流量工况下景洪升船机下游引航道口门区的横向、纵向及回流流速，揭示带透水导墙的引航道口门区流场结构特征，为升船机船舶通航安全评价、航路航法优化等通航管理提供重要依据；并将原型观测与模型试验结果进行对比分析，针对通航水流条件模型试验及船舶通航安全评估提出建议，可为相关研究提供参考。     

上游引航道透空隔流堤布置与通航水流条件优化*

针对急弯下游布设的上游引航道口门区通航水流条件复杂等问题，依托某航电工程通航水力学模型试验，对比分析不同流量和不同隔流堤与导流墙夹角条件下的上游口门区的流场分布，探究隔流堤与导流墙夹角和上游引航道口门区水流条件之间的关系。结果表明，隔流堤可以有效减小上游引航道内与主航道中存在的流速梯度，减小主流对口门区水流的挤压和摩擦，进而减小口门区横流和回流流速，消除不利于通航的流态。隔流堤与导流墙之间夹角存在阈值，当小于该值时，纵向流速和横向流速均随着夹角的增大而减小；进一步增大则会导致部分主流流入，恶化口门区流态。     

曹娥江清风船闸引航道通航水流条件*

清风枢纽位于曹娥江干流中游段，为满足上游水运需求，需改建现状枢纽，并新建船闸一座。枢纽泄洪闸泄水方向斜交新建船闸下游引航道，使船闸下游水流条件较复杂，通航条件相对较差。为保证船闸下游引航道正常通航，建立曹娥江中游段平面二维数学模型并开展计算，通过布设不同导流墙研究其对通航水流条件的改善效果。结果表明：1）平行于引航道的导流墙可以更好地改善航道内水流条件，改善效果70%~90%。2）延长导流墙长度可进一步改善引航道通航水流条件，改善效果可达100%。3）导流墩对纵向流速的改善效果优于横向流速，纵向流速的改善效果为100%，而横向流速的改善效果小于2%。     

长江中游戴家洲河段天然水流特性试验研究

文章对长江中游戴家洲河段的来水来沙特点进行了分析。通过实体模型试验,对该河段水流动力轴线的位置、戴家洲洲头局部流态、分汇流点的位置以及各级流量下断面平均水深、断面平均流速进行了深入分析,对各级流量下的比降、分流比进行了研究,并对两汊平均流速、平均水深,涨、落水期的水深、流速、比降等进行了比较,以加深对河段水流运动规律的认识,同时为工程方案整治效果的分析比较打下基础。     

不同工况下巨型沉井水流力及流场研究

水流经过沉井时,由于沉井对过水断面的压缩造成沉井周围流场的变化。为了探索不同流速、流向和水深工况下沉井受力变化,在模型试验与CFD数值模拟的基础上,采用控制变量法对沉井在着床、浮运过程中的流场变化规律进行研究;针对规范公式对大型结构计算存在的不足,提出对侧压缩系数进行修正。计算结果表明：随着流速的增加,水流力与流速呈抛物线分布;随着水流流向角的增加,沉井受到的纵向和横向水流力同时呈现增加的态势;在沉井逐渐抬升的过程中,水流呈先增加后减小的趋势,当沉井底部与河床相距超过10m后,沉井所受水流力将不受水深影响而保持稳定。     

大型沉井浮运阻力研究

利用计算流体软件FLUENT对大型圆形铜沉井浮运时受到的水阻力进行数值计算，得到了不同流速不同吃水工况下沉井外壁和沉井总体的水流力；并将FLUENT计算结果与经验公式估算结果比较分析，验证了经验公式中只规定外壁为挡水面积是不合理的。在实际浮运中沉井内壁也受到了较大的水流力，并且不可忽略。依据FLUENT数值结果对经验公式进行修正，修正后的公式考虑了内壁受到的水流力，可更准确地估算大型圆形沉井浮运时的水流力。此修正经验公式可为工程实际提供参考。     

导流墩对狭窄连续弯道枢纽船闸引航道口门区水流条件改善规律研究*

依托湘江土谷塘航电枢纽工程,采用整体水工模型试验,着重介绍利用导流墩改善狭窄连续弯道枢纽船闸下游引航道口门区通航水流条件的研究成果.根据试验观测到的数据和水流现象,分析导流墩不同平面布置形式,包括导流墩数量、导流墩间距以及导流墩布置角度对口门内斜流角度、横向流速及回流等水力参数的影响,总结导流墩平面布置形式对狭窄连续弯道枢纽船闸下游引航道口门区水流条件的改善规律.     

弯曲河道护岸受力分析的水动力学方法

在弯曲河道的水流计算模拟中，用加权的质量集中有限元方法，建立了二维弯曲河道水流数学模型，模拟了黎河中下游弯曲河段在输水流量的流动形态，与实测水位，流速，流量资料相比完全吻合，提出弯曲河道护岸在水动力作用下的受力分析方法。     

湘江永衡三级航道潇湘枢纽船闸改造工程通航水流条件研究

针对湘江永州至衡阳三级航道改扩建工程中潇湘枢纽船闸改造工程建设对通航水流条件的影响,建立了工程河段二维水流数学模型,开展通航水流条件模拟研究。分析了工程方案实施后船闸上游近坝段航道沿程断面最大纵向流速、航道沿程断面最大横向流速、航中线纵向流速、航中线横向流速,讨论了不同流量条件下航道范围内纵向流速、横向流速分布特征。     

葛洲坝水利枢纽大江下游航道水流条件分析

根据葛洲坝水利枢纽大江下游航道开通运用以来实测表面流速流向观测资料，分析江心堤工程建造前后的通航水流条件状况，列出了葛洲坝枢组电站不同下泄流量时若干断面的通航水流条件数据，可以为目前船舶安全航行和下一步确定大江下游航道通航流量标准提供借鉴。