丁坝周围床面受力的试验研究*

通过水槽试验,结合理论分析,研究丁坝附近的动水总压力和脉动压力的分布情况,绘出总压力和脉动压力的等值线分布图。把丁坝附近区域分成4个测压区进行研究,详细分析了各个测压区的总压力和脉动压力的分布规律。进一步研究坝长、流量及水深对丁坝附近脉动压力分布的影响,并分析其原因。     

丁坝附近水流动能分布研究

通过水槽试验，结合理论分析，研究丁坝附近的水流紊动。绘出了脉动动能分布的等值线图，把脉动动能的分布图分成4个区域，详细阐述了脉动动能的分布规律。进一步研究了坝长、流量及水深对丁坝附近水流脉动动能分布的影响，并分析其原因，深入探讨丁坝附近的水流紊动。     

浅水超大型FPSO脉动压力研究

随着浅水超大型FPSO在渤海湾海域的广泛应用,水深对波浪诱导载荷的影响成为新的热点课题.文章推导了有限水深复合格林函数,结合三维势流理论用于计算浅水FPSO的水动力特性.采用开发的程序计算了一艘浅水300KDWT FPSO的脉动压力.计算结果表明浅水脉动压力与深水脉动压力的分布规律明显不同.     

压力式喷嘴在压力脉动下性能的研究

以机械压力喷嘴为研究对象,应用VOF模型对脉动压力下的喷嘴内部流场进行了数值模拟,分析了喷嘴在脉动压力下的流量、雾化角等特性。结果表明：脉动压力下瞬时流量和雾化角呈现相同频率的脉动,且平均流量基本在设计流量附近。流量的振幅随脉动频率的变化,呈现出先增大后减小的趋势,并在400Hz时达到最大值;入口压力与出口流量的相位差随频率的增大而增加,且近乎线性关系,脉动压力的幅值对相位差影响不大。     

空泡对喷水推进器流道脉动压力影响的试验研究

为研究空泡对喷水推进器流道脉动压力的影响,该文以某一轴流式喷水推进器为对象,在空泡水筒中开展脉动压力模型试验研究。为使试验尽可能接近喷水推进器在实船上的工作状态,在空泡水筒上搭建了专用试验台,利用空泡水筒试验段模拟船底水流和推进器进口流道,从而在试验段上方构建喷水推进器旁路试验装置。试验在不同流量及空泡数下进行,通过测量喷水推进器叶轮段流道内壁的脉动压力,并优化测点布置,研究流道脉动压力沿叶轮叶梢弦长方向和周向的分布规律以及空泡的影响。试验结果表明：在叶梢弦长方向上,空泡对流道脉动压力的影响主要集中在0～50%弦长区域;周向脉动压力最大值出现在进口流道及叶轮轴引起的低流速区,而空泡对周向脉动压力的影响也集中在此区域。     

长江上游丁坝坝根水毁过程的试验研究

通过概化模型试验对不同来流量、不同水深及不同坝长条件下丁坝坝根的水毁过程及现象进行观测,并对不同工况下坝根的水毁情况进行对比分析,得出长江上游丁坝坝根水毁的原因。结果表明:来流量的大小对丁坝坝根的水毁影响最为直接,其次是丁坝坝长,通过影响坝体周围的水流结构间接影响坝根的水毁,而水深对其影响仅限于刚淹没状态,当水深高于坝上3 cm时,坝根处水毁已不明显。     

冰级导管桨冰块阻塞对导管脉动压力的影响

为研究冰块阻塞作用对于导管脉动压力的影响,借助CFD商用软件,基于非定常RANS方程对导管桨运行过程中导管脉动压力展开分析。首先通过导管桨敞水模型试验,获取导管桨敞水性能曲线,从而对CFD计算精度进行校验。在此基础上,通过在导管前方不同位置布置冰块,监控导管内壁的脉动压力,获得冰块阻塞作用对导管内壁脉动压力的影响规律。研究结果表明,随着冰块趋近,阻塞作用增强,破坏导管桨进流场的对称性和均匀性,并引发导管内壁强烈的周向脉动压力梯度,同时脉动压力最大值也随冰块趋近而增加。进一步分析显示,导管内壁最大脉动压力位置对应导管桨前方进流场轴向速度周向梯度的最大正值处。     

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。     

阶梯形丁坝区明槽紊流脉动流速的空间相关结构*

阶梯形丁坝在航道整治中应用广泛，脉动流速的空间相关结构是紊流相干结构的重要组成，可有效反映阶梯形丁坝区的流场特性。基于阶梯形丁坝区明槽紊流PIV流场测试资料，分析阶梯形丁坝区脉动流速空间自相关结构与互相关结构的分布特性，研究脉动流速空间相关结构沿主流、水深及槽宽方向的变化规律。结果表明：纵向脉动流速自相关系数Cuu与垂向脉动流速自相关系数Cvv均为正值；自相关系数在0.3~0.9区间内的等值线，其分布范围随着水深增加而减小，随着与丁坝距离的增大而增大；近坝区纵、垂向脉动流速互相关系数Cuv与垂、纵向脉动流速互相关系数Cvu云图在丁坝下游约一级丁坝坝长范围内出现基本对称的正负分区现象；一级丁坝附近Cuv及Cvu云图中相关性较强的等值线分布范围在近坝区较大而水槽中心较小；水槽中心附近，脉动流速空间互相关系数绝对值较大的等值线基本分布在二级丁坝上方，Cuv为正，Cvu为负。     

水下航行体模型尾部壁面脉动压力与近壁湍动速度同步测试

为了研究水下航行体尾部厚边界层湍流非定常特征,利用轴对称的光体模型及2个尺度不同的大附体模型,在低速风洞中进行模型尾部壁面脉动压力与近壁湍动速度同步测试,并采取相关计算、小波分析等方法作数据处理分析.结果表明:航行体尾壁面脉动压力信号主频成分相对较少,且频率较为固定,反映航行体尾厚边界层流动大尺度相干结构影响;而近壁湍动速度信号反映多种不同尺度的涡作用,且低频信号占据主要的频率成分,同时,随着离壁面距离的增加,湍动速度与壁面脉动压力最大相关系数减小.测试同时考察了不同大附体方案和雷诺数变化对航行体尾湍流特性的影响.     

挑流石梁作用下丁坝坝根周围流速分布规律

通过概化模型试验对挑流石梁作用下的丁坝坝根周围流速进行测量,并对不同工况下坝根周围的流速值进行分析,得出坝根处流速随来流量及水深变化的分布规律。结果表明:受挑流石梁的影响,坝根附近的流速比正常河段大很多,且坝根附近的横、纵断面流速值随来流量的增大而增大,随水深的增加而逐渐减小。     

透水丁坝坝后回流区长度研究

基于沿水深方向积分的平面二维水流运动方程组,在采用合理的假定条件下,推导出透水丁坝坝后回流区长度计算公式,研究结果表明,透水丁坝坝后回流区长度不仅与坝长、水深、糙率、面积缩窄比、河宽缩窄比等因素有关,而且与丁坝本身的渗流量有关。     

强潮河口丁坝坝头砂肋软体排护底稳定性试验研究

通过对土工织物软体排护底应用情况以及钱塘江河口潮流特征的分析,认为丁坝坝头砂肋软体排铺设后的稳定性好坏是护底成败的关键。利用长35m、宽4.3m的水槽,对砂肋软体排在不同压载厚度条件下进行不同行近流速、不同坝长、不同水深的多组次室内试验研究,得到砂肋软体排的稳定性主要与压载的块石层厚度有关,铺设在丁坝坝头的砂肋软体排临界块石压载稳定厚度与行近流速、丁坝长度以及水深等因子有关,采用相关因子多元回归分析得到丁坝坝头砂肋软体排临界稳定的压载厚度经验公式,可指导现场施工实践。     

鱼骨坝工程水流结构与水毁机理研究

鱼骨坝工程是鱼嘴工程中较为典型的布置形式。通过结合水槽概化实验和二维水流数值计算成果,研究了鱼骨坝的水位、流速、流场和动水压强等水力特性,并对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。     

丁坝回流长度

丁坝下游水流断面突然放大,水流分离,形成狭长的回流区,根据水流分离区局部水头损失的包达(Borda)公式,并仿沿程水头损失的达西(Darcy)公式,可获得非淹没丁坝回流长度的计算公式,用矩形水槽和抛物线形河底的水槽试验资料检验,结果良好     

天津港人工沙滩环抱水域泥沙回淤研究

为提高对环抱堤内水域的泥沙回淤状况的认识,以天津港东疆人工沙滩环抱堤内水域为实例,通过综合分析浑水现象调查、悬沙粒径时空分布、含沙量时空分布、余流等方面的资料得出了环抱堤内水域的泥沙来源,然后采用套图法计算了地形冲淤变化并分析了冲淤原因。结果表明,环抱堤内的浑水主要随涨潮水体自口门外流入;淤积区域的年均淤积厚度约为0.2 m,环流集中区所在的重淤积区的淤积厚度约为平均淤积厚度的2~4倍;口门约束形成的大流速和从口门直接入射的波浪,以及NE向小风区波浪的作用,造成口门—宾馆区沙滩水域出现深度约为0.2 m的冲刷带;环抱堤内水域的冲、淤分布与动力条件分布密切相关。     

群坝局部冲深计算试验研究

通过试验研究群坝局部冲刷问题 ,对群坝和单坝的水流现象进行了比较 ,分析了群坝局部冲刷与单坝局部冲刷的区别以及水流、坝距、坝长等因素对群坝各坝坝头局部冲刷深度影响 ,并根据试验资料提出了冲深计算公式。