长江上游分汊河段不同深度水流的紊动特性研究

分汊河段水流的紊动特性对河床冲淤变化和鱼类生境有重要影响,而关于分汊河段水流紊动特性的水平分布的研究较少。为了厘清分汊河段水流的紊动特性,以长江上游部分河段为原型,开展概化模型试验,并对不同深度水流的3个方向(纵向、横向和垂向)的时均流速、紊动强度及紊动能的水平分布特征进行研究。结果表明：分汊水流在分流和汇流区域有低流速区,该区域的水流紊动较强。不同深度水流的紊动强弱与滩体水平剖面面积呈正相关关系,与河床的距离呈负相关关系;近底水流的强紊动区域较为分散;上层水流的强紊动区域较为集中。     

植物不同排列方式对明渠水流影响的试验研究

对相同密度的植物在同一水流条件下采用标准、交错和等差三种不同排列方式进行水槽试验,分析了植物对水流的时均流速、紊动强度及雷诺应力的影响。结果表明三种排列情况下在植物区顶部h/hv（水深与植物淹没高度比）=1.0处,流速分布均呈现＂（＂形状,流速大小在植物区顶部出现反转;在植物区顶部的垂向紊动强度在数值上要明显小于纵向和横向紊动强度;在植物顶层附近雷诺应力达到最大值,从顶层往下,雷诺应力先急剧减小,在到达h/hv=0.6时再缓慢减小,到达槽底附近时标准排列和等差排列雷诺应力接近于0,出现最小值,而交错排列则在槽底附近出现极大值。     

植被对水流特性影响研究进展

根据现有资料总结了植物对水流流速分布、紊动强度和行洪的影响。流速分布受植物影响在各方向上均发生改变;植物的存在改变了水流脉动强度和雷诺应力使水流沿程各断面的紊动强度发生较大变化;在行洪影响中,岸堤常受水流的侵蚀和冲击,选取种植正确的植物和施工位置可较好的减少这些情况的发生。最后提出需进一步研究问题。     

淹没阶梯形丁坝水流结构PIV试验研究

阶梯形丁坝在航道整治中应用广泛,但其水流结构研究仍不充分.基于PIV室内水槽试验,探讨阶梯形丁坝区无量纲纵向时均流速u+、紊动强度T+u、雷诺应力R+和紊动能E+的分布规律.结果表明:丁坝水流在纵剖面上可划分为顺流区、回流区和过渡区,丁坝内侧至一级丁坝坝头各剖面u+高速区位于坝顶上部,低速区和回流区位于坝顶下部;丁坝外...     

不同坝型丁坝坝体周围水流紊动特性试验研究*

通过水槽试验,结合理论分析,研究丁坝附近水流紊动强度沿水流方向、水深方向和横向的分布规律。绘制5种不同坝体结构形式其周围水流脉动动能和紊动强度的分布等值线图并分析分布规律,进一步探讨不同坝体挑角对丁坝附近水流紊动强度和脉动动能的影响。     

复杂水流条件下抛石漂移距离的试验研究

抛石漂移是河道治理、护岸、潜丁坝、桥墩防冲等实际工程中经常遇到的问题,依托长江南京以下12.5 m深水航道二期工程口岸直水道整治工程,针对抛石漂移距离在试验室水槽内开展了一系列物理模型试验,对水深、流速、抛高、块石质量及块石形状的不规则等因素对抛石漂距的影响进行了研究;同时在考虑水流流速垂向分布的基础上,通过块石在动水中的受力分析推导出水上抛石漂移距离计算公式,利用模型试验结果拟合出公式中各系数的值,并将其计算结果与模型试验数据和现场观测数据进行比较,结果吻合较好,验证了公式的合理性。     

河道挟沙水流特性研究进展

研究挟沙水流主要是认识水体中的泥沙运动规律,在研究的基础上将成果运用到实际的水利工程中。本文归纳总结了在不同的水力环境及河道条件下前人所得到的重要结论,分析了挟沙水流流速分布、紊动强度和阻力特性三方面的特征规律,集中论述了现今河道挟沙水流的研究进展。     

大尺度散粒体周围水流的紊动特性

为探讨大尺度散粒体周围水流的紊动特性,采用高度Δ=5 cm的正方体、球体和四面体概化河床孤礁形态,基于声学多普勒测速仪测量明渠紊流的6组数据,研究脉动流速的统计特性以及紊动强度、雷诺应力和紊动能的分布特征。结果表明:大尺度散粒体周围水流脉动流速的统计参数与散粒体形态密切相关;标准差σ_u~+、峰度K_u的垂线分布较为均匀,σ_u~+沿程分布呈先增大后减小的变化趋势,散粒体上、下游各断面中垂线上的K_u总体大于3,多呈高狭峰,散粒体上游偏度S_k基本为负,下游S_k随水深的增大由正逐渐变为负; 3种散粒体周围水流的纵向紊动强度T_u~+的垂线分布较为均匀,沿程各断面的T_u~+随弗劳德数F_r的增大而增大;正方体的T_u~+总体最大,球体T_u~+次之,四面体T_u~+最小; 3种散粒体周围水流的雷诺应力R~+的垂线分布从近水面到槽底呈逐渐增大的趋势,紊动能E~+的垂线分布呈两端小、中间大的趋势; R~+、E~+在散粒体下游2Δ附近有最大值;大尺度散粒体的阻水面积与其对下游水流的影响强度及范围呈正相关。     

弯曲分汊河道水流紊动特性研究

通过概化模型试验,结合理论分析,研究了弯曲分汉河道的水流紊动.给出了脉动动能分布的等值线图,详细阐述了紊动强度在汊道内的分布规律.进一步研究了弯曲分汉河道内存在边滩和洲头低滩时,对水流紊动强度分布的影响,深入探讨弯曲分汉河道的水流紊动.     

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。     

长江中游丙寅洲滩面护滩带守护方案概化试验研究

平原河流河漫滩护坡工程顶部与滩面衔接处常受到水流淘刷而导致护坡破坏。以长江中游丙寅洲守护工程为依托,参考边滩的护滩带结构,对丙寅洲滩面上流速较大的上游段护坡顶部与滩面的衔接区采取护滩带间距守护措施。通过概化定床与动床水槽试验,研究不同护滩带间距、高度对滩面水流结构与滩面稳定性的影响,优化守护工程措施。研究结果表明,在滩面流速相对较小的区域,采取护滩带间距守护措施的工程效果较好。     

护心滩鱼骨坝工程的紊动特性与水毁特征研究

鱼骨坝工程是鱼嘴工程中较为典型的布置形式。通过水槽概化试验和理论分析,研究了鱼骨坝周围水流的流速及紊动特性,对坝体周围河床的变形情况及坝体水毁原因进行了分析。研究成果对鱼骨坝工程设计具有一定的理论价值。     

方形薄壁生态护岸结构水力特性试验研究*

通过物理模型试验,研究方形薄壁生态护岸结构不同孔隙率条件下的水力特性。结果表明：不同孔隙率下水面线变化趋势基本一致;孔隙率越大,护岸区内水流减速效果越好;紊动强度和孔隙率呈正相关性;护岸前、后断面剪切应力沿横向分布规律基本一致,整体上呈先增大再减小的趋势,纵向分布平顺,剪切力大致相同。     

船行波作用下生态护岸空腔结构动力特性研究

针对限制性航道船行波作用下的生态护岸问题,研发了新型生态护岸空腔结构,开展自航船舶模型水槽试验,研究船行波作用下腔体内流速分布、紊动特征及集鱼效应。结果表明,在船行波作用下,受腔体复杂结构控制,水体流动由低频波振荡流转变为高频边界层紊流,距边壁越远流速越大,且能量在各频率趋于均匀分布。腔体内紊动呈现多峰值并逐渐耗散的过程,正常船速4.60 m/s时,最大紊动能为0.002 5 m²/s²,位于鲫鱼的偏好动能范围之内;船速增大至6.3 m/s时,最大紊动能为0.177 1 m²/s²,超出鲫鱼的偏好动能范围,不利于鱼类栖息,船舶在鱼类重点保护区宜限速航行。     

光滑壁面明槽紊流的特性

本文从理论上分析了明槽紊流存在分区结构,给出适用于各区的时均流速分布公式,进一步利用一维激光测速仪对沿流向的流速值息进行量测,用实测的断面时均流速分布验证了分区的必要性和合理性.(?)果表明常用的流速对数分布律仅适用于y/H<0.2的内区.Karman常数定为0.4较合理;积分常数A与水力条件和壁面情况有关.作者对沿流向的紊动强度进行了分析,认为从紊动强度沿断面的分布可更清楚说明明槽紊流复杂的分区结构.     

斜压作用对河口落潮水流剖面的影响

在咸淡水混合的河口由于水体密度在空间不均匀分布,水流受到斜压影响,其流速分布经常会偏离传统的对数分布。而常用的密度流分布基于常涡黏系数假定,无法用于瞬时流速剖面的拟合。基于水动力方程,得出考虑斜压影响下的湍流切应力分布,分析发现在斜压影响下的湍流切应力呈抛物线分布。在此基础上应用Prandtl混合长理论,提出考虑河口斜压影响的落潮水流流速剖面。通过比较数值模拟结果与实测资料,发现本文公式能很好地校正斜压引起流速剖面对于传统对数分布的偏差,提高拟合精度,得到更趋于合理的拟合参数。     

局部冲刷坑形成影响桥墩附近流场特性的试验研究

通过对不同水沙条件下冲刷发展过程中3个典型时刻桥墩前、后竖直对称面内流速、紊动量的测量和分析,定性地研究了冲刷发展过程中桥墩周围流场的水力特性、冲刷坑的形成与发展对桥墩周围水流结构作用强度的影响,以及防护工程应该实施的最佳时机.     

有植被明渠垂向流速分布特性的试验与研究

通过水槽试验,研究了植被层以下和植被层以上垂向流速的分布规律。建立了植被层以下垂线流速的三次函数公式和植被层以上垂线流速的对数公式,同时提出了相关系数的确定方法,并通过试验数据和其它水槽流速资料进行验证,表明提出的明渠流速分布律与实际分布是比较一致的。     

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。     

码头工程对山区河道水流特性影响试验研究

不同型式码头对工程河段水流特性的影响程度对于防洪问题和工程可行性研究意义重大。文章研究了37组次不同条件下的码头工程对山区河道水位的影响,同时还研究了24组次不同条件下的码头工程对山区河道流速的影响。结果表明,码头工程的相对最大水位壅高值主要与其阻水面积率、弗汝德数和码头工程结构型式有关,得出了计算码头工程的相对最大水位壅高值的关系式;并根据实测数据分析了各类码头工程附近的流速变化情况,分析表明工程对附近河段的最大流速增值与影响范围均随工程阻水能力和附近流速的增加而增长;从流速变化的平面分布上看,工程前沿至对岸的上、下游流速会增加,工程侧的上、下游流速会减小。