弯道床面切应力的研究

弯道床面切应力是弯道泥沙起动的直接动力,运用弯道水流概化模型试验,利用先进的ADV进行了三维流速数据的采集。弯道水面横比降与纵比降的沿程分布公式以及弯道水流纵向垂线平均流速计算方法,从理论上进一步推导得到了弯道床面切应力分布的公式。通过计算,给出了不同参数对弯道床面切应力分布的影响。研究表明,计算床面切应力的分布不仅与前人研究成果基本一致,而且更加完善和系统化,为深入探讨弯道水流特性奠定了基础。     

弯道水流纵向垂线平均流速分布的计算

弯道水流特性是水利界感兴趣的重要研究课题。而弯道水流纵向垂线平均流速的分布则是其重要内容。运用弯道水流概化模型试验,利用先进的ADV进行了三维流速数据的采集,从中提取了纵向流速参数。基于作者提出的弯道水面横比降与纵比降的沿程分布公式,经理论推导得到了弯道水流纵向垂线平均流速分布的计算公式。研究表明,公式与实测资料吻合良好,为进一步深入探讨弯道水流特性奠定了理论基础。     

过渡段横断面形态对弯道横向比降的影响研究

以长江叙渝段为原型建立连续弯道概化模型,进行定床水流试验。结果表明:过渡段的边界形态对连续弯道横比降分布存在明显影响,与单一矩形弯道中以弯顶呈完全对称分布特征不同,弯曲放宽复式河槽边界条件下弯道的横比降呈不对称分布,其后弯区域比降大于前弯。建立了反映边滩形态因子的最大横比降和全弯道横比降分布公式。     

过渡段横断面形态对弯道横向比降的影响研究

以长江叙渝段为原型建立连续弯道概化模型,进行定床水流试验.结果表明:过渡段的边界形态对连续弯道横比降分布存在明显影响,与单一矩形弯道中以弯顶呈完全对称分布特征不同,弯曲放宽复式河槽边界条件下弯道的横比降呈不对称分布,其后弯区域比降大于前弯.建立了反映边滩形态因子的最大横比降和全弯道横比降分布公式.     

弯道水流基本特性研究现状分析

弯道水流运动规律的研究对江河治理、航运等方面的科学研究与设计有重要意义。概述了国内外有关弯道水流、泥沙运动及河湾演变基本特性的研究成果,其中包括水面横比降、横向环流、泥沙输移及冲刷深度等内容。     

推移质起动切应力探讨

从推移质泥沙起动的特点出发,通过分析床面泥沙颗粒的受力,引入了附加质量力的概念及表达式．采用物体滚动时力矩平衡原理,推导出泥沙起动无因次切应力起动公式,并利用有关参数的经验值对无因次切应力系数进行了验算．结果表明,该系数并非一个常量,而是介于某个区间,且随起动状态及颗粒在床面相对暴露度的变化而变．对弱动无因次切应力数为0．0291～0．0582;对中动为0．353～0．706．与其它学者们的公式进行了比较,该系数涵盖了其它学者公式的系数．同时,推得了散粒体泥沙起动流速公式,其系数同样不是一个常量,结论可以解释不同的作者通过实验所拟合的系数离散度较大的原因．公式基本能反映泥起动特性．     

大比降卵砾石河流定床阻力试验研究

在1 m宽变坡水槽内,采用乒乓球模拟密排卵砾石的流速分布试验和天然卵砾石起动试验两种方法进行定床阻力试验研究。试验结果表明:①起动试验数据确定的定床阻力符合谢才-曼宁公式,得出的阻力系数基本符合Colebrook(1938)公式的变化规律,但比Colebrook(1938)公式的计算值稍小;②乒乓球模拟密排卵砾石流速分布试验表明在床面粗糙范围内,当h/Ks>2,其垂线流速分布符合对数规律;③比较流速起动试验数据和流速分布试验数据确定的定床阻力,尽管试验的方法不同,得到的结果基本相同。     

大比降卵砾石河流定床阻力试验研究

在1 m宽变坡水槽内,采用乒乓球模拟密排卵砾石的流速分布试验和天然卵砾石起动试验两种方法进行定床阻力试验研究。试验结果表明:①起动试验数据确定的定床阻力符合谢才-曼宁公式,得出的阻力系数基本符合Colebrook(1938)公式的变化规律,但比Colebrook(1938)公式的计算值稍小;②乒乓球模拟密排卵砾石流速分布试验表明在床面粗糙范围内,当h/Ks>2,其垂线流速分布符合对数规律;③比较流速起动试验数据和流速分布试验数据确定的定床阻力,尽管试验的方法不同,得到的结果基本相同。     

三峡成库初期长江涪陵—长寿河段航道水流条件变化分析

为研究三峡蓄水以来涪陵至长寿河段水流条件的变化情况,收集了三峡工程各蓄水期库区沿程各水位站水位资料,以及库区代表水文站流量资料。利用一维水流数学模型计算了成库初期3级特征流量下涪陵至长寿河段通航水流条件(水深、流速、比降),进行了水流条件变化对比分析,简述了航道条件改善情况。     

天山公路路基水毁凹岸挡墙冲刷深度计算水工模型公式的建立

根据天山公路沿线冲刷水毁的特点,依据典型河流段进行室内物理模拟试验,观测不同流量、不同弯道半径下河流的流速形态、水深大小、河道变化情况及水流对河岸和防护构造物的冲刷情况,并经过公式对比计算、回归分析,提出沿河凹岸护墙的局部最大冲刷深度计算公式。在此基础上,通过对近年来新疆多条山区公路上修筑的挡墙进行实地调查,对公式进行了验证。从对比情况看,该计算方法基本合理。     

液力变矩器混流叶轮叶片曲面的几何计算

本文提出了混流叶轮叶片的数学模型 ,它是直纹的单凸面。与传统的“等角变换”法比较 ,可精确计算叶片的全部几何参数。     

小半径曲线刚构箱梁桥日照时变温度场与温度效应

应用太阳物理学理论确定了太阳的实时位置, 结合光线跟踪算法实时选取了结构的时变迎光面, 得到了结构的时变热边界条件; 以永顺—吉首高速公路石家寨立交中的一座小半径曲线刚构箱梁桥为工程背景, 参考当地历史气象数据, 以气温最高的某夏日为例, 在考虑太阳辐射、长波辐射、对流换热和风速等环境条件下, 实现了小半径曲线刚构箱梁桥三维瞬态日照时变温度场的有限元仿真, 通过热-结构耦合分析得到了小半径曲线刚构箱梁桥的日照时变温度效应。研究结果表明: 在日照时变辐射作用下, 由于小半径曲线刚构箱梁桥翼缘板的遮盖作用, 箱梁腹板受太阳直射的时间不同, 箱梁各断面腹板处最大温差为1.3℃; 小半径曲线刚构箱梁桥顶板竖向温度梯度变化规律与《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60—2015) 中相似, 顶板上下表面间最大温差为14.3℃, 且箱梁顶板下表面温度变化滞后箱梁顶板上表面约3 h; 小半径曲线刚构箱梁桥顶板下表面会出现最大为3.13 MPa的横向拉应力, 顶板上表面、腹板外表面也均会出现超过2 MPa的横向拉应力; 小半径曲线刚构箱梁桥梁端与跨中位移变化趋势相反, 初步揭示了日照时变辐射作用下小半径曲线刚构箱梁桥的蛇形运动规律。      

液力变矩器径流和轴流叶轮叶片曲面的几何计算

本文提出了径流叶轮和轴流叶轮的叶片的数学模型 ,它是直纹的单凸面。与传统的“等角变换”法比较 ,可精确计算叶片的全部几何参数。     

乌江白涛河段复杂滩群河床演变分析

通过历年实测资料结合数学模型,对乌江白涛河段近期河床演变状况进行细致分析,中洪水期,郭母子滩挟沙能力急剧减弱,泥沙沉积形成江心洲及暗礁;枯水期,该滩产生自左向右横流及扫弯水等不利流态.狮子口滩群横向边滩变化,纵向航道变深、变窄、变弯;洪期流速减小,泥沙落淤;受扫弯水冲刷,左岸向河心位移,形成弯、窄、t浅滩;大量的人工掘...     

天白水电站溢洪道弯曲段流态优化试验

为了改善开县天白水电工程溢洪道弯曲段流态,使断面内流量分布均匀,提高运行稳定性,根据其实际运行情况,结合以往类似工程的经验,提出了弯段底板高程正超高的优化设计方案。物理模型试验表明,采用这种工程方案可以很好地消减急流冲击波,改善弯曲段水流流态,提高下游消能能力。     

Exact Solution of Unsteady Flow of Viscoelastic Fluid in a Pipe with Fractional Maxwell Model

The unsteady flow of viscoelastic fluid in a cylindrical pipe was investigated using the fractional Maxwell model. Two special cases of unsteady pipe flow were expressed. The first is start-up flow, and the second is oscillating flow. The exact solution of start-up flow under a constant pressure gradient was obtained by using the theories of Laplace transform and Fourier-Bessel series for fractional derivatives. The exact solution of oscillating flow was obtained by utilizing the separation of variables.     

河湾路基侵蚀机理与防治措施

笔者着重对河湾路基侵蚀机理进行了理论分析与试验研究. 通过对弯道环流的形成、发展特性以及凹岸路基边坡泥沙运动规律及对路基侵蚀试验成果进行分析,发现凹岸路基的侵蚀主要是由河湾水流对路基边坡的淘刷以及路基的崩塌而引起,并提出了各种抵抗河湾路基侵蚀的防治措施.     

Low公式计算坡面流挟沙力的改进

坡面流的挟沙能力决定着坡面土壤是否发生侵蚀或者淤积,其计算是坡面侵蚀产沙模型开发的关键。将Low公式应用于一维坡面侵蚀产沙模型,基于径流小区实测资料修正坡度项的指数对公式提出改进。结果表明:随着坡度指数的增加,侵蚀量的模拟误差先减小后增大,存在一个临界值,使模拟误差达到最小;建议Low公式应用于坡面侵蚀产沙模型时坡度项的指数取值为0.453。