浮标测流法在龙口流速测量中的应用

在连云港港30万t级航道二期工程准备工程龙口流速测量项目中,针对测区现场不利自然条件,选择声学多普勒流速剖面仪(中文简称"阔龙")进行测量。采用"浮标"的安装方式测量剖面分层流速、流向数据,取得了良好的测量效果。通过对项目测量全过程的描述,总结了阔龙在龙口等大流速区域进行测流的成功经验。     

关于山区航道流速流向测量系统的应用和探讨

本文总结了各种表面流速流向测量方法的优点及不足,结合长江上游山区航道的特点,提出了由测量终端、服务器、监测系统组成的流速流向测量系统,引入长江上游泸州——宜宾CORS系统的差分信号和监测功能,经过实践证明该系统实用性较强,能够高效、安全的完成外业数据采集,并利用Excel进行数据快捷处理,整个系统应用性较强。     

二维数字滤波在物理模型流场测量系统中的应用

粒子跟踪测速(PTV)是一种非接触式的流场测量技术,它可以实时的获得二维流速平面的速度数据。PTV系统通过数字相机拍摄布撒在流场中的示踪粒子,得到前后两帧粒子图像,对图像中的粒子图像进行相关计算得到流场内各点的速度。文中主要介绍的是二维数字滤波方法在PTV流场测量结果后处理中的应用,通过数字滤波允许流速(可以看作U-V两方向的二维数值)中低频分量通过,同时阻尼和削弱高频分量,从而可以起到纠正错误流场数值的作用。文中以河北沧州港物理模型为例分析了Fourier变换(傅里叶变换)对PTV流场测量结果的滤波效果,并提出一套包含二维数字滤波、GIS(地理信息系统)流场显示在内的完整方案以便用于自动连续地处理流场测量数据。     

新型流速仪检定系统设计

流速仪检定系统是衡量流速仪测量流速精度的检定装置。针对传统流速仪检定系统的缺点，设计了一种新型的流速仪检定系统。该系统采用新的前端信号调理方法，并添加了智能化识别水阻干扰程序，采用了新的数据处理方式对流速仪信号进行采集，经现场实际应用，该检定系统符合检定要求，可靠性高。     

垂线平均流速流向计算方法探讨

声学多普勒流速剖面仪可以测量多层水深的流速流向数据,但目前只使用其中符合传统"六点法"的数据,多余数据被舍弃浪费。文章根据传统的"六点法"垂线平均流速流向的计算原理,给出了"多点法"计算垂线平均流速流向的计算公式。根据上海洋山港海域和招远海域实测流速资料,对采用"六点法"和"多点法"计算垂线平均流速流向的结果进行了分析比较。结果表明:"六点法"和"多点法"计算的垂线平均流速值基本相当,但垂线平均流向差值随着垂线平均流速的减小而呈增大趋势。     

声学多普勒流速仪(ADCP)“旁辨”区数据处理方法的探讨

声学多普勒流速仪(ADCP)是目前世界上最为先进的河流流速流量实时测量设备,文中通过对其“旁辨”区进行讨论,结合实测数据利用线性相关理论求得ADCP“旁辨”区中的流速值。     

近底流速试验研究及随机相位分布

在明渠清水条件下,测量不同水深情况下近底流速瞬时分布,得知近底流速符合平稳随机过程。依据大量实测试验数据,利用傅立叶变换将时域内流速脉动信号转化到频域内进行谱分析,应用统计分析发现随机相位角服从正态分布,为近底流速谱的建立奠定基础。     

全站仪法测量路线横断面和坐标数据处理

本文对全站仪测量路线横断面的方法和内业数据处理方法进行了系统的分析,改进了测量外业和内业的工作方法,介绍了与之相配套的测量数据处理程序方法,对改进方法的使用效果进行了比较分析,结果表明：改进后的方法优化了横断面测量的外业和内业工作程序,提高了外业和内业的工作效率,充分利用了全站仪～计算机系统的数据衔接和处理功能,全站仪测得的横断面数据经过简单操作就能转换成路线横断面设计软件RICAD需要的数据文件。     

内河无人航道测量船系统设计*

针对内河传统测量船受人力、物力、时间、吃水等因素的制约而导致的航道信息时效性受限以及浅水区域无法测量等问题,设计了一种用于基于无人船的内河航道信息测量系统。该系统搭载数字测深仪、RTK 、GPS、声学多普勒流速剖面仪（ADCP）等设备,利用船舶无人驾驶技术实现航道水深、流速的自动测量,并通过无线传输网络将测量数据实时传送至测量中心,无人航道测量船的应用是未来内河航道测量智能化的重要尝试。     

利用测量误差理论处理ADCP流速数据研究

长江电子航道图(3.0版)系统利用ADCP测量的河流断面表面流速应用于生成河流主、缓流分区,给船舶用户提供经济节能航。由于船载ADCP测量存在的误差较大,导致生成的河流主、缓流分区存在较大偏差。本文利用中误差理论,对ADCP测量成果中由于测量误差造成的流速数据跳跃提出了解决方案,并取得了较好的结果。     

安康枢纽回水变动区航道整治数学模型研究

安康枢纽回水变动区河段的通航水流条件既受上游石泉枢纽日调节影响,又受下游安康枢纽水库调度的影响。河道水流既有山区河流滩险水流特性,又有库区河道水流特点。同时,该河段为连续急流弯道段,研究难度大。文中采用平面二维水流数学模型的技术手段,研究回水变动区河段滩险整治工程方案。针对天然河道边界复杂等特点,研究采用正交贴体网格。在此基础上建立了平面二维水流数学模型。采用有限体积法对平面二维水流控制方程进行了离散。对安康枢纽回水变动区天然情况下的水位、比降及水流流速等进行了验证计算及分析,验证结果表明,所采用的数学模型和计算方法能够准确模拟枢纽回水变动区的水流运动特性。根据河段的河道特性、河床演变特点及碍航特点,提出了航道整治原则。在上述整治原则的基础上,对安康枢纽回水变动区河段滩险整治方案效果进行了计算分析,并提出了能够达到设计航道尺度的整治工程方案。     

三峡蓄水以来青岩子河段的演变规律*

通过大量的地形、水文、流速流向资料,详细分析了三峡蓄水以来变动回水区下段青岩子河段的泥沙淤积特点,得到了几点认识:1)三峡蓄水后青岩子河段汛期水位抬高较少,流速约有减缓,以致未大幅淤积,这与模型试验论证成果略有差别;2)青岩子河段淤积时间主要发生在9-10月间坝前水位抬升时,淤积部位主要发生在金川碛尾、五羊溪、牛屎碛深槽及桌子角;3)淤积区域与所处的河型有关;4)随着三峡水库的继续运行,青岩子河段将会发生河型转化.     

鲢鱼溪码头建筑物对河道水流影响的数值模拟

采用正交曲线坐标对赤水河鲢鱼溪码头河段计算域进行了坐标拟合,用有限体积法(SIMPLEC程式)对拟合坐标系下的水流基本控制方程进行了离散,在求解过程中采用了欠松弛技术和逐线迭代法。分析了鲢鱼溪码头工程前后河段内水位、比降及水流流速的变化。研究了码头前沿船舶泊稳条件和码头工程建设对洪水位的影响,得出了在赤水河鲢鱼溪弯道凹岸建港可以将岸线适当推向河心的认识。     

基于混合迭代法的二维水翼空泡性能分析(英文)

In order to study cavitation characteristics of a 2-D hydrofoil, the method that combines nonlinear cavitation model and mixed-iteration is used to predict and analyze the cavitation performance of hydrofoils. The cavitation elements are nonlinearly disposed based on the Green formula and perturbation potential panel method. At the same time, the method that combines cavity shape for fixed cavity length (CSCL) iteration and cavity shape for fixed cavitation number (CSCN) iteration is used to work out the thickness and length of hydrofoil cavitations. Through analysis of calculation results, it can be concluded that the jump of pressure and velocity potentially exist between cavitation end area and non-cavitations area on suction surface when cavitation occurs on hydrofoil. In certain angles of attack, the cavitation number has a negative impact on the length of cavitations. And under the same angle of attack and cavitation number, the bigger the thickness of the hydrofoil, the shorter the cavitations length.     

Estimation of wind loads on VLFS of semisubmersible type

This paper presents the results of investigation of wind lift force on VLFS of semisubmersible type. In the present study, wind–wave tank experiments on the scale model were also conducted in regular progressive waves. Lift forces and wind pressure were measured as a function of column diameter, unit number, superstructure and wave condition, and divided into time-averaged mean and fluctuating components. The importance of lift force, especially at the leading edge of deck, was verified in the experimental results. The results showed that fluctuation in lift force which was caused by interaction between the wind and wave was significantly large in typhoon conditions. Measured lift forces were linearly related to fluctuation of wind velocity. A lift force model is further proposed for the estimation of lift forces on VLFS of semisubmersible type and the effectiveness of this model was confirmed by the present experimental data.     

水听器混合阵列MUSIC方位估计研究

实际应用中,矢量水听器阵列是声压水听器阵列通道数的三倍（二维矢量水听器阵列）或四倍（三维矢量水听器阵列）,其相应的数据量、信号处理复杂度及成本亦明显增加。在阵列中混合配置声压水听器与矢量水听器,是一种解决该问题的有效途径。利用多重信号分类法（MUSIC）,对五种配置的水听器混合阵列进行研究,分析在不同信噪比、目标相对运动时对方位估计的影响。仿真表明,在有相同数目矢量水听器时,水听器混合阵列间隔配置比集中配置要好;在目标方位未知的情况下,在中间配置一个矢量水听器比在一端配置要合理。     

变动回水区河段的设计最低通航水位确定

变动回水区河段设计最低通航水位确定是目前山区航道整治工程中经常遇到的问题。以广西绣江交口电站的变动回水区河段为例,分析了变动回水区的水沙特性,分别利用水位、流量样本及不同方法计算与分析本河段的设计水位,提出了变动回水区河段设计最低通航水位的确定方法。     

船舶水下辐射噪声计算评估方法及应用

本文采用有限元(FEM)和边界元(BEM)相结合的方法对船舶水下辐射噪声进行研究。首先根据船舶的实际情况建立三维结构有限元模型,包括船体结构、压载、主要动力设备及其隔振方式等,然后结合实船测试的柴油发电机组、推进电机机脚振动和轴系中间支撑基座振动数值,及船模试验得到的螺旋桨脉动压力,计算获得流固耦合下结构的响应,最后将船体外壳水线以下结构响应作为约束条件,通过边界元的方法对水下辐射噪声进行计算和分析。从而对船舶设计阶段水下辐射噪声初步评估方法进行修正,同时对比水下辐射噪声实船测试结果,计算准确性较高,修正后的计算评估方法能进一步提高了设计阶段水下噪声的评估精度,为船舶水下辐射噪声控制提供了依据和参考。     

普通螺旋桨和大侧斜螺旋桨在两个特定流场中的脉动压力试验研究

本研究通过普通螺旋桨(无侧斜)和大侧斜螺旋桨在空泡水洞两个特定流场(对称非均匀流场和不对称非均匀流场)中诱导的脉动压力试验测量,探讨其不同的脉动压力特性和侧针的减振效果;介绍了为测量脉动压力而建立的传感器和数据采集处理系统。这一根据高速采集储存数据、慢速传送微机处理思想建立起来的Molti-Function系统,有别于通常采用的由高速处理机和磁带记录机组成的脉动压力数据采集处理系统,具有数据采样速度快,无信号失真等优点。本研究发现,大侧斜桨具有降低螺旋桨空化诱导的脉动压力幅值作用,但这一作用的大小与空化数和流场特徵有关;无论是普通桨还是大側斜桨,在不均匀流场中诱导的脉动压力均具如下特徵,即与一阶叶频谐调分量相比,在较大空化数情况,二阶以上叶频谐调分量明显丰富,而在较小空化数情况,则明显变小。本研究认为,在应用简化网格模拟得到的不均匀流场中进行螺旋桨脉动压力测量的比较试验,可克服模拟流场差异带来的测量结果误差,有助于提高实验室的脉动压力测试技术水平。     

各向异性湍流积分长度数值预报研究

文章针对目前模型试验只能获得各向同性湍流积分长度这一现状,建立了各向异性湍流积分长度数值预报方法:(1)RANS预报初始定常流场;(2)大涡模拟计算脉动速度场;(3)脉动速度相关函数计算各向同性湍流积分长度;(4)计算各向异性湍流积分长度。通过二维水翼模型试验验证了水中各向同性湍流积分长度的数值预报精度,平均误差6.81%;通过风洞螺旋桨验证了空气中各向异性湍流积分长度计算方法。对SUBOFF桨盘面处各向异性湍流积分长度的预报研究发现,各方向湍流积分长度外半径大于内半径;潜艇上部涡团扩散较下部明显,内半径湍流积分长度波峰随着角度增大而内移;Λ11、Λ12和Λ13周向分布受指挥台围壳和稳定翼马蹄涡影响,波峰出现在20°和90°左右;Λ31和Λ32的频率峰值受指挥台围壳和稳定翼马蹄涡脱落频率(约15 Hz)影响,峰值集中在30 Hz以下。该文提出的各向异性湍流积分长度预报方法,为下一步螺旋桨低频宽带噪声预报中构造新的湍流波数谱以提高预报精度提出了思路。