长沙下游悬沙挟沙力计算的模糊数学模型

本文选择影响悬沙挟沙力最为重要的三个因素－流速、水深和悬沙粒径作为评判因子，以277组河道观测资料作为挟沙力计算的数据库，利用模糊合成及综合评判原理建立了长江下游悬沙挟沙力计算的模糊数学模型，并用实测资料对该模型进行了验证，计算值与实测值吻合较好。     

瓯江河口挟沙力公式研究

借鉴两种河口区常见的公式形式,考虑到挟沙力主要与水流流速u,水深h,泥沙沉降速度ω,以及重力加速度g有关.进而运用峰值法、半潮平均及全潮平均法处理瓯江口1999年以及2005年水文实测资料,并用不同方法对资料进行处理后,分别作出垂线平均含沙量S随v2/(gh)和v3/(ghw)的变化图,进行相关分析,得出在全潮平均时S与v2/(gh)的相关系数最好.最后用matlab进行回归分析,得到相关系数较好的瓯江河口挟沙力公式.     

洋山港区域挟沙力公式研究*

利用基于能量平衡观点推导的挟沙力公式,考虑到洋山港海域涨落潮期间悬沙浓度存在一定差异,分别建立了 该区域涨潮时期及落潮时期挟沙力公式。利用计算底部通量切引力公式与挟沙力公式相等方法,估算了实测期间水体挟沙 力值,并以洋山港2003年10月实测的水沙资料进行率定。最后,采用洋山港2005年7月实测含沙量资料对公式计算结果进行 验证。验证结果表明,所建立的挟沙力公式具有较高精度,其计算的含沙量变化与洋山港实际情况较为符合。     

大丰港海域挟沙力关系式分析及应用

基于大丰港附近海域实测水文泥沙资料,对目前国内应用较为广泛的5种挟沙力关系式在大丰港附近海域进行应用计算,在此基础上,采用集中系数法和偏离系数法对计算结果进行对比分析。结果表明:河口水流挟沙力公式能较好地反映大丰港海域的水流挟沙情况,并拟合得到适用于大丰港海域的挟沙力关系式,将该公式应用于大丰港实际围垦工程中,通过建立二维水动力泥沙数学模型,计算得到的围垦后垦区海域年冲淤变化趋势,与数值模拟结果基本相同,表明该公式在大丰港海域具有良好的适用性。     

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。     

粘性细颗粒泥沙水流挟沙力计算公式

通过分析水流挟运粘性细颗粒泥沙的力学机理及其相关因素，综合粘性细颗粒泥沙试验成果，运用“制紊动”的概念及“制紊假说”，推导了一个粘性泥沙公式流挟沙力计算公式。     

航道整治线型理论确定方法初探

整治线型对航道整治工程设计施工的意义重大,以往多根据经验确定。考虑到环流消失对弯道过渡段水流挟沙力减小、泥沙淤积、浅滩碍航的影响,以弯道环流运动研究成果为基础,分析不同环流消失长度公式,选取张定邦公式进行改进,初步探讨了整治线型确定的理论公式法,并采用长江中游弯道河段实测数据对公式进行了验证。     

基于三维浅水方程的刚性植被水流特性研究

河道中植被的存在会影响河道的过流和挟沙能力。为了研究植被对水流的作用,在已开发的准三维浅水波运动模型控制方程中加入了杆状植被阻力项,并在绕流拖曳力系数计算中考虑了刚性植被的遮蔽效应,同时引入前人提出的植被密度的概念。对改进后的模型利用前人的实验资料进行了验证。模型对植被范围以下和以上流速垂向分布模拟效果良好。利用水箱测定了植被影响下的水流流速,结果表明植被密度是影响阻力的主要因素,而植被的排列方式影响不大;数学模型模拟植被范围和以上的水流速度及紊动能量垂向分布结果与实测值符合较好。     

航道整治线型理论确定方法初探

整治线型对航道整治工程设计施工的意义重大,以往多根据经验确定.考虑到环流消失对弯道过渡段水流挟沙力减小、泥沙淤积、浅滩碍航的影响,以弯道环流运动研究成果为基础,分析不同环流消失长度公式,选取张定邦公式进行改进,初步探讨了整治线型确定的理论公式法,并采用长江中游弯道河段实测数据对公式进行了验证.     

波、流共存时的水体挟沙力

从边界层理论建立了床面剪切力 ,进一步以能量理论导出了波、流共存时的水体挟沙力公式 ,并利用现场资料得出有关系数。     

厦门湾悬沙分布的多时相遥感分析

利用厦门湾地区多时相遥感图像反演出表层悬沙浓度分布图,进而定性分析不同径流和潮流下悬沙分布规律。研究表明,九龙江河口湾为该地区悬沙浓度最高的区域,分布上具有"西高东低"的特征。全湾悬沙来源主要为两部分:径流来沙以及波浪和潮流掀沙。潮流运动是泥沙输送的主要动力,由于弗劳德数分布不同而引起的潮流挟沙力空间差异,是影响厦门湾悬沙分布的主导因素。利用实测泥沙资料将不同时相下瞬时悬沙浓度转换为全潮平均悬沙浓度以进行定量分析,结果表明悬沙浓度具有大潮大于小潮,枯季大于洪季的特征。     

圆形开口的舰船舷侧舱室通风因子的确定

分析舰船舷侧舱室圆形开口处的空气流动情况,利用不可压缩理想流体的伯努利方程推导出基于圆形开口的舱室通风因子公式。利用Pyrosim数值模拟软件对4组不同半径圆形开口下的舷侧舱室进行火灾模型,将得到的空气流入速率数据与2组公式的计算结果进行比较,发现新推出的基于圆形开口通风因子公式更具准确性,在相同开口面积的空间火灾中,相比矩形开口,圆形开口可为火灾燃烧提供更多新鲜空气。     

曹妃甸水流挟沙力计算方法分析

利用曹妃甸附近海域2006年夏季实测水文泥沙资料,就目前国内应用较为广泛的6种挟沙力计算公式在曹妃甸海域的应用进行比较和分析。结果表明,曹妃甸水域的水流挟沙能力与表征水流强度的弗劳德数相关性较高。同时,综合考虑水流强度和反映紊动作用与重力作用相互对比关系的挟沙力计算公式的精度相对较高。     

一种有限体积法三维港内粘性泥沙淤积模型研究

基于物理量守恒的有限体积法,建立了三维粘性泥沙运动及回淤数学模型。平面采用无结构三角形网格划分计算区域、拟合复杂海岸边界,垂向采用坐标变换技术,适应不平坦海底地形。以天津港港内泥沙回淤为例,模拟三维粘性泥沙的输运过程,得出了港内垂向分层潮流流场、垂向含沙量变化、淤积历程及淤积分布。结合实测地形资料对模型进行验证,为研究三维泥沙运动特性提供了一种新的方法。     

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。     

非均匀非平衡输沙数学模型在长江南京以下深水航道整治一期工程中的运用

通州沙、白茆沙是长江南京以下12.5 m深水航道上延南京首先碰到的两个重点碍航浅滩,工程河段受径流和潮汐的共同作用,水沙动力复杂,河床冲淤多变。建立三沙河段非均匀非平衡输沙二维潮流泥沙数学模型,在挟沙力公式、底沙与悬沙交换模式等研究的基础上,利用实测水沙及地形资料对模型进行率定和验证。在此基础上,利用该模型对长江南京以下12.5 m深水航道整治一期工程方案进行研究,分析整治工程的效果及影响,为工程设计提供技术支撑。     

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。     

悬移质含沙量垂线分布

根据尼古拉兹实验结果拟合得到一个新的掺混长度表达式。将新掺混长度表达式与对数流速梯度相结合,得到动量传递系数的表达式。在此基础上假定泥沙紊动扩散系数与对应的动量传递系数相等,进而得到新的含沙量垂线分布公式。该公式与Rouse公式、van Rijn公式以及张瑞瑾公式相比,精度十分近似,有效地解决了Rouse公式表层含沙量为零,van Rijn公式分段表述结构不统一,以及张瑞瑾公式结构过于复杂的缺陷。利用多个海域实测资料对其进行验证,验证结果表明,新的含沙量垂线分布公式能够较客观地反映含沙量垂线分布规律。     

HTS-A钢对接接头的双轴疲劳试验研究

开展了HTS-A钢对接焊接试件的双轴疲劳试验.通过一组试件在纵向受弯和垂向受压循环载荷作用下的试验研究,得到了不同双轴载荷比情况下的试件断口形式及疲劳寿命.根据试验过程中记录的裂纹扩展数据,回归了不同载荷比情况下的Paris公式,从而推算裂纹扩展寿命.进而通过总寿命减去裂纹扩展寿命得到裂纹的萌生寿命.结果表明,垂向循环压力载荷缩短了试件的疲劳寿命,且对萌生寿命的影响大于对扩展寿命的影响.     

瓯江口水文泥沙特征分析

在大量实测资料的基础上,对瓯江口海区的地貌特征、河道径流特征、河道输沙特征、潮汐特征、潮流特征、余流特征、波浪特征、含沙量特征、泥沙来源、盐度特征、悬沙粒径和底质粒径特征、瓯江南北口的分流和分沙特征、中水道和北水道的分流和分沙特征进行了分析,根据实测资料分析得到了瓯江口挟沙力公式,得到了平衡水深公式,为瓯江河口的工程开发建设和科学研究提供了基础资料。主要研究成果表明:(1)瓯江口的潮汐属正规半日潮类型,平均潮差在4 m以上,属强潮河口;(2)潮流属正规浅海半日潮流类型,呈往复流动,潮流动力强;(3)瓯江为少沙河流,多年平均年悬移质输沙量为205.1万t;(4)瓯江南北口的平均涨潮分流比为21%和79%,落潮平均分流比为26%和74%;(5)瓯江南北口的平均涨潮分沙比为20%和80%,落潮平均分流沙比为22%和78%。