悬沙模型的水流输沙相似条件

水流输沙相似是悬沙模型必须满足的基本条件。众所周知 ,目前所流行的所谓沉降和悬浮相似条件在变态模型中互为矛盾。理论分析表明 ,在变态模型中该两个相似条件均不能成立 ,替代它们的是一个所谓垂向泥沙通量比相似条件。这样可使悬沙输移和河床平面变形相似条件得到满足     

变态船模与实船操纵性能的相似性研究

依据相似理论导了变态船模试验相似准则,并通过变态船模试验初步探讨了变态船模操纵性能的变化规律与实船操纵性能的相似性问题。进行本研究的目的是,建立一套运用变态船模结合变态水工模研究通航条件问题的方法和手段,拓展变态模型的应用领域。     

变态河工模型垂线流速分布不相似问题的初步研究

变态河工模型垂线流速分布不完全相似的问题早为人所知 ,但其偏差有多大至今未有定量研究 ,对此进行了初步分析 ,指出变态模型表层流速偏大而底层流速偏小 ,即流速垂向分布梯度增大     

泥沙模型的粒径相似比尺问题

运用相似理论对泥沙模型的粒径比尺进行了分析,提出了推移质、悬移质和全沙模型泥沙粒径相似条件;给出了包括细沙在内的泥沙起动粒径比尺的统一计算式和适用不同流区的悬沙粒径比尺的统一计算式;指出模型砂的起动流速不等于模型的起动流速,需进行比尺效应修正。     

泥沙在驻波条件下的沉降规律

泥沙沉积是海洋和河道中的一个常见现象,沉积后泥沙在表观形态上表现为沙波。文章通过建立二维泥沙沉降模型,研究了驻波场中泥沙沉降的规律,对沙波的形成机理作了初步的探讨。研究发现泥沙直径、水深、波幅、波数均对泥沙的沉降轨迹有重要影响,但是投放位置xo/L为0、0.5和1的泥沙的落地点和初始投放位置之间没有位移,表明了沙波形成与波浪场关系很大。     

基于MP-PIC方法的泥沙静水沉降三维数值模拟研究

以MP-PIC模型为基础,采用Eulerian-Lagrangian方法,建立了描述泥沙静水沉降的三维数值模型,研究了网格敏感性、单颗粒沉速和群体颗粒制约沉降等问题。结果表明,当采用2～5倍泥沙粒径的网格尺度时,颗粒沉速模拟结果与已有经验公式相差较小,推荐使用该尺度网格模拟泥沙颗粒运动。不同粒径单颗粒泥沙沉速模拟结果与已有实验结果及经验公式吻合较好,模型可以描述不同大小泥沙颗粒运动。不同体积浓度的群体颗粒沉降特征具有中间区域颗粒沉速较大,靠近边壁处沉速较小的趋势,与Peysson等人的实验结果一致,同时群体颗粒制约沉速与理论公式也较为接近,采用MP-PIC方法能够很好地对泥沙颗粒静水沉降进行三维数值模拟研究。     

黄骅港泥沙静水沉降特性研究

利用黄骅港海域床面表层泥沙进行不同颗粒级配的粉沙类泥沙静水沉降试验,揭示粉沙群体中不同粒径组分的分选沉降现象,给出不同颗粒级配泥沙在不同含沙量情况下沉降泥沙质量随时间的变化曲线,提出不同百分比沉降质量的代表沉速概念,给出黄骅港不同级配泥沙的代表沉速,指出粉沙类泥沙回淤问题的物模或数模研究需要根据实际情况合理选取代表沉速。     

动床模型粒径比尺的确定方法

中、细沙河床动床模型的基本相似条件为水流运动相似和泥沙运动相似。在水流运动相似条件中弗氏数相似和阻力相似的流速比尺形式不一致,且水流阻力是床沙粒径和水流强度的函数;在泥沙运动相似中有关粒径比尺形式也不一致,而且它们又与水流条件有关,错综复杂,使得泥沙粒径比尺的确定难度很大,不得不根据研究问题的性质对基本相似条件有所侧重和取舍,选取主要的作为设计依据,次要的允许有一定偏离。根据研究问题的需要,提出了粒径比尺设计方法,根据这些方法就可以确定出基本符合相似要求的泥沙粒径比尺。     

泥沙沉降研究现状浅析

本文对现有泥沙沉降研究理论、实验和观测成果进行了总结,分析了目前泥沙沉降研究的进展,对泥沙沉降研究的发展趋势进行了展望。     

波浪变态模型试验变率影响的计算机仿真研究

基于MIKE21软件系统中的Boussinesq模块,应用波浪运动相似关系,建立了以波浪折射和绕射为主的多个不同变率的变态模型,并对不同变率模型的港内波高分布进行了模拟.入射波浪为随机波,变态率取为1～3.通过不同变态模型计算结果和正态模型计算结果以及原型数值计算结果的比较,就变率对试验结果的影响进行了探讨,并给出了不同情况下的变率允许值的适用范围.     

舰用冷凝器原模型与畸变模型力学特性研究

针对非对称布管冷凝器双管板结构研究较少的现象,介于实际模型试验时诸条件的限制,采用缩尺比模型试验时,因缩尺导致模型小特征难以加工和试验的情况,基于有限元数值仿真法研究冷凝器双管板基准模型、畸变模型与原模型的力学特性关系。研究表明,基准模型能很好地预测原模型力学性能;畸变模型在一定的畸变尺寸下能较精确地预测原模型力学性能。     

南黄海辐射沙脊群悬沙特征研究

为了探明南黄海海域悬沙场的特征,以指导港口建设,通过人工神经网络,将平面二维潮流数值模型、天气图和水文测验数据联系起来,构建了平面二维悬浮泥沙模型。首先运用人工神经网络求出实测含沙量与水动力之间的函数关系,再把潮流模型和风场计算值代入此关系式,最后求出该海域含沙量平面分布。模型的计算结果表明:波浪掀沙和水流输沙是整个海域宏观水动力特征;西洋潮流水道处于冲刷状态,有利于深槽的维持;含沙量等值线与等水深线形状大体一致。     

庄河石城岛海域的泥沙运动对港口平面布置的影响

分析了庄河石城岛海域的泥沙运动规律,计算了波浪破碎水深、泥沙起动水深和底沙起动流速,论证庄河石城岛天然深槽的动力成因。确定了港区规划平面布局的基本原则,分析防沙堤布置、规划填海界限等关键参数;通过经验公式、泥沙数模和类似港址类比等方法综合论证港区回淤量级。     

辐射沙洲潮流水道悬沙动力关系BP神经网络模拟研究

根据江苏辐射沙洲东大港水道4^#站位连续2个潮周期的流速、含沙量及水深的时序测量资料，取时序测量（计算）数据中的前21组数据为学习样本，后5组数据为检验样本，建立了该潮流水道的4种输沙BP神经网络动力模型。验证表明，运用BP神经网络模型可以建立精度较高的水体含沙量非线性动力关系，并可利用建立模型进行相应问题的预测计算。     

营口港扩建工程泥沙问题分析

通过新的实测资料、潮流数值模拟及以往对营口港鲅鱼圈港区的研究成果,判断该区的水动力条件及泥沙特性,对岸滩演变趋势进行预测,并计算该港区、航道的年淤积强度及淤积量,对红海河口、南堤和北堤外受工程影响造成的冲淤情况进行分析。结果表明,该海区主要以悬移质落淤为主,工程建设后对该区的泥沙运移不会产生大的影响。     

巢湖兆河口门航道整治工程探讨

针对兆河入湖口门附近存在拦门沙碍航问题,采用实测资料分析和三维水沙数模计算相结合的研究方法,研究风生浪流动力作用下湖区泥沙输运特征,探讨口门航道整治方案布置。研究结果表明,巢湖底沙粒径较小,大风天风浪在近岸浅水区发生变形破碎,使水体含沙量增大,在风生湖流作用下,近岸泥沙表现为"波浪掀沙、湖流输沙"的运动特征。结合以往航道治理实践经验,提出整治与疏浚相结合的思路,多方案比选计算结果表明,筑堤方案可明显减小航槽淤积量,其中双侧筑堤方案整治效果更优。综合比选推荐采用双侧筑堤高坝缓坡方案。研究成果可为类似湖区口门航道整治提供借鉴。     

取水工程对港内水流条件及泥沙回淤的影响

针对取水工程对港池内水流及泥沙影响问题,以黄骅港综合港区港池取水工程为例,通过在分析工程区域自然条件和泥沙条件的基础上建立三维数学模型的方法,从潮流、泥沙角度分析各取水方案对港池内水流条件和泥沙回淤的影响。结果表明:取水工程实施后整个港池内流速均不大,除取水口外,流速均在0.1 m/s以下。取水工程不会造成周边水域泥沙场的改变,对进港航道及港池淤积影响不大。取水工程实施后在设计最大取水流量范围内不会影响港口的正常运行。     

三峡上游建库对重庆河段泥沙淤积的影响

通过平面二维水沙数学模型,对三峡上游建库前后重庆河段的泥沙淤积进行了分析。结果表明,上游无库情况下,由于重庆河段在汛后蓄水期水位壅高,挟沙力下降,原有的汛末走沙规律将受到破坏,将造成水库运用初期的累积性淤积。随着水库运行时间的增长,部分浅滩河段将产生碍航问题。上游建库后,由于上游来水挟沙能力富余,在水库蓄水100年内,重庆河段长江干流呈现冲刷趋势,但支流金沙碛河段的淤积情况和上游无库时差别不大。