环形水槽最佳转速比研究

环形水槽常用于模拟一般河流的水流结构,来研究细颗粒泥沙的起动、沉降等问题,长期以来得到广泛使用。但环形水槽内部存在强烈的不可消除的二次流,通常情况下,可以通过调节剪切环和水槽的转速比来减弱环形水槽二次流。文章通过对比环形水槽实体环形水槽实测流速和数值环形水槽计算的结果,建立环形水槽数值环形水槽。在既定的环形水槽和试验水深条件下,通过改变上下盘的转速研究了环形水槽的最佳转速比,文章认为传统的实体环形水槽率定最佳转速比的方法存在一定不合理性以及不同的实验目的应设定不同的最佳转速比。     

环形水槽机理与应用研究

通过对环形水槽水流测试,得出流速垂向和径向分布.依据泥沙动水沉降试验,分析横向流对泥沙沉降影响,指出环形水槽应用前景。     

往复流作用下粉砂的起悬和沉降过程

介绍了旋转环形水槽的结构和工作原理,提出了削弱环形水流离心力的方法,通过环形水槽中周期往复流泥沙运动试验得出水体含沙量与床面剪切力和水体挟沙力之间的关系。     

环形水槽在泥沙研究中的应用

环形水槽由环形槽,剪力环和使环形槽、剪力环运转的驱动部组成,是目前研究细颗粒泥沙运动规律的较理想设备。天科所的环形水槽自1986年建成以来,已进行了天津新港等十几个地区原体泥沙的起动、动水沉降、水流挟沙能力、推移质输沙率等试验。经验表明:环形水槽在泥沙研究中的应用是多方面的,所得结果基本符合天然泥沙的运动过程和基本规律。     

粘性泥沙动水沉降特性研究

河口、海岸带粘性泥沙的动水沉降特性不仅受到潮流、波浪等动力因素的作用,而且还受到盐度、含沙量和水温等因素的影响,为掌握粘性泥沙的动水沉降特性,作者通过环形水槽试验,着重探讨了水流速、含沙量、盐度和水温等对粘性细沙沉降的影响,结果表明,粘性泥沙的动水沉降主要受制于动力因素的影响,而随流速的减小,含沙量、盐度的影响逐渐明显.在低含沙量情况下,水温对沉降有较大影响,必须加以修正.     

喷淋除尘移动水槽结构分析

基于MSC.Marc有限元分析软件,对喷淋除尘移动水槽进行结构分析。结果表明,移动水槽在静载下不会出现损坏。启动、水平载荷和垂直载荷三种工况下,水槽连接处均产生高应力区,易疲劳破坏。启动时冲击载荷及水箱悬空时引起的载荷工况下水槽连接处等效应力最大,应该予以重视。     

简单流体系统的建模与仿真

水槽系统经常被用来作为控制过程的演示模型,如可以用水槽构建单容水槽、积分水槽、双容水槽等模型用以模拟工业过程控制中的各种对象。在工程应用中水槽系统模型也有一定的代表性,如储液罐、油箱等。本文分析了单容水槽与双容水槽的建模方法,包括其传递函数及相应曲线,在此基础上建立了适合单容水槽和双容水槽的数学模型,并介绍了单容水槽与双容水槽的建模过程以及模型的线性化过程,最后对系统用MATLAB进行了仿真。     

天科院大比尺波浪水槽的建设与应用前景

交通运输部天津水运工程科学研究院于2014年7月建成一座大比尺波浪试验水槽,该水槽长450 m、宽5 m、深8~12 m,目前是世界上尺度最大和造波能力最强的波浪试验水槽。文章首先分析了国内外大比尺波浪水槽的现状,并简要介绍了德国、日本、荷兰和中国台湾地区的大比尺波浪水槽,进一步结合天科院大水槽的功能设计及相关设施,分析了天科院大水槽的应用前景。     

基于 OpenFOAM 的数值波浪水槽的建立与验证

论文基于粘性不可压缩流体的 N‐S 方程,采用开源 CFD 代码 OpenFOAM 建立了二维数值波浪水槽,并对水槽的造波效果进行了验证。结果表明：采用 OpenFOAM 能够方便建立符合设计要求的数值波浪水槽;数值水槽能够产生试验所需的规则波动;水槽消波区域作用良好,能够消除反射波对自由波动区域的影响。     

平面二维数学模型计算方法比较——矩形网格与正交曲线网格

本文在ADI法基础上,分别利用矩形网格和正交曲线网格建立平面二维数学模型,利用数值水槽确定两模型计算参数的选取,在数值水槽中放置人工岛模拟河道中常见的分流现象,通过水位、平均流速及分流比来比较两模型的计算结果.     

水深平均k—ε紊流模型在大尺度水域中的应用研究

本文利用Patanker求解紊动输运方程标准的SIMPLEC计算程式,对小尺度丁坝绕流进行了模拟计算,取得了与水槽试验一致的流速分布结果。为了探讨大尺度水域紊动量K、ε壁面边界条件的给定,本文将水槽看成是一种比尺模型,将水槽试验流速分布按重力相似和阻力相似准则延伸到大尺度水域,并以此研究k—ε模型模拟大尺度回流的置信水平。计算结果表明通过选择合适的紊动量壁面边界条件,该模型对大尺度回流计算也能取得较好的结果。     

淤泥质海岸外航道淤积计算

利用水流泥沙输移方程和淤积公式建立了淤泥质海岸上外航道淤积计算公式,通过水槽实验和数值模拟对公式中的参数作了修订,公式计算结果与物模、数模、现场的资料及规范推荐的公式结果一致。     

基于MOGA的潜器快速性和操纵性综合优化研究

基于Pareto解的多目标优化方法NSGA-II应用至潜器的快速性与操纵性综合优化设计之中。通过回转体潜器阻力性能的数值计算结果建立了阻力的近似计算模型,并与系列模型试验结果进行了比较;通过估算潜器的水动力系数,根据水平面线性运动方程得出水平面操纵运动稳定性和机动性的衡准指标。优化后,得到了阻力与回转直径的Pareto最优解的散点图,设计者可针对不同需求的潜器,从中进行选择,保证了Pareto最优解对应的每一艇型设计方案在满足操纵性要求下阻力最小,或在该阻力值的条件下操纵性最优。     

波浪作用下粉沙质底沙运动特性的试验研究

本文利用山东潍坊现场沙(d_(50)≈0.0813mm),通过水槽试验研究了波浪作用下粉沙质底沙的运动特性、床面形态、起动特点及输沙规律等,为分析研究粉沙质海岸的泥沙问题提供了基本数据和研究方法.     

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。     

新型水槽造波机参数设计与特点

在全球气候变化的背景下,近年来经常出现极端波浪造成海岸工程的破坏。为重现破坏过程,研究破坏机理,解释大风浪下泥沙的起动与运动,分析结构与地基在大浪作用下的耦合作用,需要大尺度的波浪水槽进行试验研究,以突破比尺效应的限制。新型水槽造波机是该水槽中重要的设备。通过分析我国波浪和工程特点,对比应用需求,得到造波机的主要设计参数。设计建设中的大比尺波浪试验水槽长450 m,宽5 m,深8~12 m,建成后将是世界上尺度规模最大和造波能力最强的波浪试验水槽,配套造波机的设计波高达到3.5 m。     

透空式防波堤透浪的数值模拟

基于FLUENT求解器,以N-S方程为控制方程,采用动量源方法及追踪自由面的VOF方法,建立了同时具有造波和消波功能的数值波浪水槽。利用该数值水槽对透空堤的透浪、越浪问题进行数值模拟,并与物理模型试验进行比较,结果表明:数值模拟能较好地复演防波堤越浪、透浪过程。