山区河道型水库滑坡涌浪首浪波能分析

以长江三峡库区典型弯曲河道为原型,将其概化成弯曲河道型水库模型,从滑坡的几何尺寸、内部散体构造、物理指标等方面对滑坡体进行模拟。以河道水深、滑面角度、滑体厚度、滑体宽度、临水状态、入水处河床坡度为试验参数,从凸岸滑坡入水开展物理模型试验。分析初始涌浪形态特征,确定首浪波高,通过波高等值线图分析首浪波峰线的分布特征。以波能流为主线,运用波能理论,分析波动能、波势能和压力做功,从理论上推导出首浪总波能公式。     

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。     

滑坡涌浪灾害下三峡库区船舶航行安全阈值

收集三峡库区典型岩体滑坡参数,在遵循相似准则基础上,结合万州河段地形资料建立滑坡涌浪三维物理模型。试验中依据船舶航行状态分为自航船、系泊船和锚泊船3类,并对涌浪作用下3类船舶的航行安全阈值进行研究。结果表明:承灾体河道被分成3个子区域:滑坡体宽度范围内直道区域(A)、滑坡体宽度范围外直道区域(B)、弯道区域(C)。对区域A而言,不存在具体的安全阈值,当滑坡涌浪灾害预警时,3种船舶均不能出现在该区域;而对B、C区域,一切船舶应在安全距离阈值以外。     

长江链子崖滑坡涌浪特征及对航道影响预测研究

为了提高滑坡涌浪对内河库港影响程度的认识,选取长江链子崖滑坡地质灾害为研究对象,收集区域水文、河床形态、泥沙、通航情况及地质等资料,分析其地质构成、滑动机理、运动过程及涌浪的形态特征等。结合已有滑坡涌浪及爬高预测计算公式,进行工程实例的验证,确定了滑坡涌浪对航道的影响程度。研究结果具有较高的实用价值,可应用于水库滑坡涌浪的对库港影响的预防预报工作。     

危岩体崩滑对航道影响及滑坡涌浪特性研究

本文通过分析峡各型通航河流危岩体崩滑产生的动态破坏和静态破坏,论述了滑坡对航道、水工建筑物及航行船只的危害,定量地估算了长江三峡链子崖崩滑对航道的影响,论证了峡谷型通航河流滑坡涌浪的主要特征,提出了涌浪估箅的经验公式,可供同类型地区进行估算滑坡危害时参考。     

滑坡涌浪水域船舶通航安全试验研究

山体滑坡是指部分不稳定的岩土由于重力的作用沿山体边坡下滑并在一定的软弱结构面上剪切位移的现象。在水库、河流、港口或者海岸等具有一定水深的区域发生山体滑坡,将会产生巨大的水波沿岸传播,冲击涌浪会对船舶的安全构成一定的威胁,而落入水中的土石还会堵塞河道、恶化航道水流条件。本文通过河道模型试验,对滑坡涌浪作用下船舶通航安全的问题进行深入研究。试验研究得到滑坡涌浪在直道和弯道处的衰减规律,船舶横摇运动幅值与山体滑坡位置、滑坡量大小、船舶与滑坡点距离等因素有关,结合试验数据,为船舶航行安全提供一定的理论依据。     

山区航道滑坡涌浪对中小型船舶的破坏特征及防控

为防控滑坡涌浪对船舶造成破坏,以山区航道中小型船舶为对象,通过物理模型试验分析滑坡涌浪的传播衰减规律,在此基础上研究滑坡涌浪对船舶稳性和浮性的破坏特征,并给出山区航道中小型船舶防控滑坡涌浪的建议。结果表明,对于处在航行、锚泊、系泊状态的船舶,其破坏特征各不相同;对于山区航道中小型船舶,其浮性比稳性更容易受到涌浪破坏;船舶在直射区内比直射区外更容易受到破坏。研究成果可为类似工程提供参考。     

大型沉管在狭窄航道上沉放水动力数值模拟

本文以大型沉管在狭窄航道上沉放的工程实践为背景,对狭窄航道沉放大型沉管的水动力特性进行了数值分析,提出了相应的计算模型和方法。利用计算流体力学商用软件FLUENT对沉管沉放过程中的水动力特性进行了数值模拟,利用计算结果分析、观察了大型沉管在狭窄航道上沉放过程中的主要水动力特性。     

喷水推进轴流泵的自动建模与数值模拟

作为喷水推进器的核心部件,轴流泵具有推进效率高、抗空化(汽蚀)能力强、噪声低等优点.为实现喷水推进轴流泵的三维模型自动生成,以FORTRAN为编程语言,完成了轴流泵叶轮的参数化自动建模.本文运用计算流体动力学CFD软件--FLUENT基于雷诺N-S方程和标准k-ε紊流模型及SIMPLE算法对该泵内部流场及相应运行特性进行了三维数值模拟,并基于模拟结果对其水力性能进行了预测,计算结果与实验结果吻合良好.该工作为喷水推进轴流泵的水力设计及性能改进提供了参考.     

带自由面船体周围粘性流场数值模拟

利用FLUENT流体软件,通过求解三维粘性不可压RANS方程和使用标准k-ε湍流模型对带自由液面船体进行了周围粘性流场的数值模拟。自由液面采用VOF方法处理,得出了不同弗劳德数下船体的粘性阻力系数,并与ITTC1957给出的平板摩擦阻力系数计算公式以及巴普米尔粘压阻力系数公式两者所求的粘性阻力系数相比较,验证了本文方法的可行性,为船舶阻力预报提供了更为精确的流体分析方案。同时,利用VOF方法可以很好的捕捉自由液面波形,反应了船体的兴波现象,为船体优化设计提供重要的参考。     

离心泵内二维流场的数值模拟

在AutoCAD中建立二维离心泵的几何模型,将模型转入GAMBIT进行网格划分,再利用Fluent数值模拟此离心泵内的二维流动。计算模拟结果显示出离心泵内的速度场、压力场和湍流强度等。采用标准的k-ε模型模拟得到的结果可真实反映离心泵内部的复杂流动,为离心泵的设计改良提供了可靠依据。     

020Q84喷水推进轴流泵内部三维流动的数值模拟

轴流泵作为喷水推进器的核心部件具有推进效率高、抗空化能力强、噪声低等优点.运用计算流体动力学CFD软件-FLUENT基于标准κ-ε紊流模型及SIMPLE算法对020Q84喷水推进轴流泵内部流场及其运行特性进行了三维数值模拟.在设计点附近,计算结果与实验结果吻合良好.通过对该泵内部流动速度、压力分布的分析,揭示了其内部流动的主要特征,为CFD技术在喷水推进轴流泵设计及性能改进中的应用提供了参考.     

基于FLUENT的五体船静水中水动力特性数值模拟

采用目前广泛应用的计算流体力学软件FLUENT,研究了对应侧体不同横向位置时高速五体船在静水中的水动力特性.通过计算给出了3种不同附体与主体中心距的五体船模在同一航速下的阻力系数,压力分布和自由液面波形等,并分析了附体位置对总阻力的影响.研究表明:将FLUENT软件应用于考虑自由表面的多体船水动力数值模拟和计算中是可行的,为进一步使用FLUENT软件研究多体船的水动力性能提供了依据和参考.     

不规则波对平板冲击作用数值模拟研究

文章采用数值模拟方法,建立了基于FLUENT软件的二维不规则波浪数值模型,探讨了波浪对水平板结构的作用机理.模型中采用RANS方程和标准k-ε方程,采用VOF方法重建自由液面.通过数值模拟复演了波浪冲击水平板结构的过程,将数值模拟结果与实验数据进行比较,验证了模型的可靠性.经过计算和分析,研究了波浪冲击平板过程中的冲击压力和流场特性,得到了冲击压力和流场的分布规律.分析了波陡,净空及板宽等参数对冲击压力和流场的影响.最后,给出了波浪冲击压力与相应水质点垂直速度间的统计关系,并对河海大学原有冲击压力的计算公式进行了改进,提出了新的冲击压力公式.研究结果表明:冲击压力峰值与相应的水质点垂直速度的平方成正比,修正后的冲击压力公式更为合理、可行.论文工作将对准确预测冲击载荷,掌握更多的冲击机理具有重要意义.     

小水线面双体船粘性流数值模拟

利用商业软件FLUENT对一小水线面双体船(SWATH)的粘性绕流进行数值模拟,得到了不同航速下的三维粘性流场和粘性阻力,通过对计算结果的分析、比较,验证了FLUENT用于预报小水线面双体船粘性阻力和伴流分布的有效性和实用性。     

涌浪基本理论研究综述

涌浪作为影响严重的海洋灾害之一,因其发生时对在行船舶、石油平台等海洋结构物以及近岸建筑物的破坏性,发生机制的复杂性等原因,一直备受全世界相关领域研究人员的关注。本文首先介绍了涌浪的危害性,然后从研究对象不同角度、研究方法的发展及得出的主要结论等方面阐述了到目前为止国内外学者对涌浪的认知程度。最后,总结前人对涌浪的研究多集中在外观特性的归纳、内部结构的理论推导及整体特征的数值模拟等方面,提出对特定海域涌浪的生成机理及运动特性等方面研究的不足,以期能够为以后的涌浪研究工作提供一些思路。     

东海涌浪环境下大型起重船吊装组块耦合运动响应数值模拟研究

我国东海海洋环境复杂,经常出现小波高、长周期的涌浪.长周期涌对系泊大型起重船吊装海洋平台上部组块影响比较大,尽管涌的波高较小,但是,吊物组块运动幅度明显比同等波高海况时的要大,严重影响了海洋平台的安装施工效率和进度,甚至威胁作业安全.本文采用水动力势流软件,建立系泊-大型起重船(包括吊臂)-索具-大型组块吊物的耦合运动模型,研究复杂涌浪环境下耦合系统运动响应特性及其机理,并开展了参数敏感性分析,讨论对耦合响应影响因素.最后,对东海涌浪情况下起重安装施工,提出了降低吊装组块运动响应的建议措施.     

汽车发动机EGR系统换热器的CFD数值模拟

应用FLUENT计算软件对汽车发动机废气再循环系统(EGR)换热器进行数值模拟,采用GAMBIT网格生成技术建立物理模型,在FLUENT中采用合适的计算模型、差分格式和边界条件,对计算结果进行后处理分析,为废气再循环系统换热器的设计和优化提供理论计算依据。