宽顶堰流的边界元法计算

本文采用理想无旋流模型,用边界元法计算过宽顶堰的水流流动,得到 了流量系数、堰面压力分布、各种p/H的水面线以及内部流场等资料, 并将它们与实验资料进行比较,表明该计算方法可行。在能头和自由液 面位置均未知的情况下,本文提出了宽顶堰流的最小可能能头假设,解 决了同时调整能头和自由液面位置的困难。      

发动机进气道CFD数值模拟

应用CFD(computational fluid dynamics)对某型号发动机双进气道进行了数值模拟,计算得出气门在不同升程下的进气流量系数、涡流比及滚流比。通过将计算结果与试验结果进行对比,显示数据吻合良好,流量系数较高,并总结出了不同升程下气道流量系数的变化规律;同时,模拟结果表明气道-缸内具有良好的进气效果和明显的缸内滚流运动,进一步验证了CFD模拟的气道结构的合理性。     

用临界淹没法计算宽顶堰流

将笔者提出的临界淹没理论引入宽顶堰流研究，得到了与现行方法计算成果一致的流量计算公式。公式结构简单。计算工作量较小，可供实际工程参用。     

非自由交通流的non-FIFO车辆轨迹估计算法

将三角基本图的交通状态细分为自由流、中断和拥堵；基于非自由流特性，重新划分了U型时空域，以此找到适合的波速范围；重新确定了上游边界累积流量，使得边界函数刻画不过于宽泛；建立了非自由流Newell模型，并提出了使用该模型的判断条件；引入了车辆秩参数，达到在多车道上描述车辆超车现象的目的，并建立了更精确的车辆秩估计模型，从而建立了非自由流Newell扩展模型；提出了针对非自由流下2种情形的车辆轨迹估计算法，根据是否存在超车现象分为先进先出(FIFO)情形与非先进先出(non-FIFO)情形；结合数值模拟和实际交通案例，验证了算法的有效性。研究结果表明:2种情形下的轨迹估计算法都是有效的，当超车现象存在时，non-FIFO情形的估计效果较准确和稳健；在数值模拟研究中，non-FIFO情形的估计误差相对FIFO情形下降13.45%，non-FIFO情形更优；实际交通案例中，2个小汽车数据集在non-FIFO情形的估计误差相对FIFO情形均有所下降，下降幅度分别为2.38%、2.04%，且估计误差均服从高斯混合模型；公交车数据集因不存在超车现象，non-FIFO与FIFO情形的估计误差相等，均为4.90%，且估计误差服从伽马分布。可见，所建立的非自由流Newell模型对于中断多或拥堵状态占比多的交通数据均是有效可行的，且所提出的non-FIFO和FIFO情形的轨迹估计算法效果表现良好。      

短廊道和三角闸门门缝组合输水的水力计算

本文利用短廊道和三角闸门门缝组合输水的水力计算基本方程式，通过引入平均（流量）系数的简化方法，得到了这种组合式输水在不同情况下灌、泄水的水力计算式；并结合基本方程差分格式的离散解，验证了计算式的合理性。     

基于Kriging算法的压气机健康参数主从式插值建模

针对航空燃气轮机压气机数字化建模过程中由于缺少压气机流量系数导致模型精度偏低的问题,基于Kriging插值算法构造了面向压气机流量系数估计的主从式建模方法,分析了高维空间下对应于不同压气机换算转速的流量系数分布特征;基于流量系数的特征提取方法探索了流量系数、换算转速、增压比之间的映射关系,并提出了关于这三类参数的多维样本向量构造方法;基于Kriging算法建立了适用于燃气轮机过渡工况下压气机流量系数主从式插值模型. 研究结果表明:与传统的Kriging插值方法及牛顿插值法相比,基于主从式模型的流量系数计算结果更接近实际值,计算精度提高了近10%;主模型可输出流量系数的估值向量,插值效率相比传统Kriging模型提高了近15%.      

临时墩淹没式钢围堰的设计及施工

大跨度斜拉桥的施工中，为了保证桥梁结构施工安全，通常要设置临时墩。湖北鄂黄长江大桥水深、流急、覆盖层薄，采用特殊的淹没式钢围堰临时墩，保证了大桥施工的顺利进行。本文就淹没式钢围堰的设计与施工做一定的探讨。     

对小桥非自由出流孔径计算公式的探索

本文通过实例对小桥非自由出流孔径计算公式计算了分析，指出了存在问题的原因；并从非自由出流判别式入手，给出新的孔径计算公式。     

高速列车引起的深水桥墩流固耦合的振动分析

为研究水体对桥墩结构振动特性的影响,以ANSYS为计算平台,建立了桥墩-水流固耦合有限元模型,计算了不同几何尺寸和淹没比情况下桥墩的自振频率,分析了桥墩在高速列车作用下,不同水深对其振动特性的影响。分析后得出结论：当水体深度小于墩高50%时,桥墩的自振频率降低不明显;当水体高度大于墩高50%时,桥墩自振频率出现明显降低。高速列车作用下,桥墩墩顶纵向位移出现极值的时间,随淹没比的增加向后推迟;桥墩墩顶纵向加速度随淹没比的增加而增加。因此,高速列车作用下,水体对于涉水铁路桥梁桥墩的自振与动力振动特性有着明显的影响,且这种影响不可忽视。     

弯道的动量和能量系数

本文从动量系数（β）和能量系数（ａ）的定义出发，根据Ｅｎｇｅｌｕｎｄ弯道流速分布理论，导出弯道的β和ａ的表达式，它们均可表示为一个只与弯道宽径比Ｄ（Ｂ／Ｒｅ）有关的系数和顺直河道的β或ａ乘积，同时讨论了采用β＝ａ＝１的偏差情况，有助于提高水力计算的精度。     

质子交换膜燃料电池流场模拟与结构尺寸优化

为了获得较优的流道深度、流道宽度和流道岸的宽度,采用计算流体动力学软件Fluent的PEM模块进行数值模拟和优化设计.研究表明,直流道流场的深度为0.4 mm时,电池性能最好,流道岸的宽度不要超过流道宽度,较优的流道宽度和流道岸的宽度比值为1:1和2:1.     

鱼脊型泥石流水石分离结构中格栅跨度的研究

鱼脊型水石分离结构是一种新型泥石流防治结构,为了使该结构具有最佳粗颗粒分离效果,必须确定水石分离格栅跨度的合理修建尺寸.通过理论分析建立了格栅跨度的理论计算公式,并得到格栅合理跨度的判别条件,即从引流坝引流口侧面流出的泥石流体中,粒径大于设计分离粒径的颗粒沿格栅滑落的时间等于其余泥石流体透过格栅的时间,然后利用模型试验对理论公式进行了检验与修正.假设泥石流在格栅上运动时仅受重力作用,根据上述判别条件得到格栅跨度与引流口宽度、引流口溢流深及格栅坡度3个参数有关,并建立了相应的格栅合理跨度理论计算公式.结果表明格栅合理跨度的理论计算值与实测值呈良好的线性关系(相关系数达到0.93),且实测值为理论计算值的1.53倍,说明理论计算值可以用该系数进行修正,据此建立了工程设计中格栅跨度修建尺寸的计算方法.      

道路表面水膜厚度理论计算模型分析

汽车在雨天行驶时,摩擦系数的降低与路表水膜厚度有关,水膜厚度越厚,抗滑性能降低得越多,甚至发生滑水现象.文章建立了基于坡面径流理论的路表水膜厚度的理论模型,推导出基本微分方程,并与英国的经验公式进行对比,能够反映出各因素对水膜厚度的影响.     

中咀坡水电站溢洪道进口中墩体型优化试验

为改善中咀坡水电工程溢洪道进水渠流态,提高泄流能力,通过试验对进水口中墩进行优化设计,提出了变宽度淹没式斜尾墩的最优设计方案;验证该方案在流态和泄流能力方面都达到了令人满意的效果。     

桥墩紊流宽度的试验研究

由于我国现行的《内河通航标准》(GB 50139-2004)中,没有桥墩紊流宽度的计算方法,桥梁设计人员为了保证船舶航行安全,通常将桥梁跨度加大,这样既增加了结构设计的难度,又增加了工程的投资,因此,对桥墩紊流宽度的研究是十分必要的.通过水槽定床和动床试验,分析了行近流速、行近水深、来流角度、桥墩尺寸、桥墩墩型、桥墩冲刷等因素对桥墩紊流宽度的影响,利用量纲分析法对实测数据进行整理,推导出了桥墩紊流宽度的计算公式.     

公路隧道外水压力折减规律研究

针对确定隧道外水压力的技术难题,根据相似理论,利用自行设计的模型试验装置,在不同水头高度、渗透系数、排放量以及排放系统的条件下,进行了36组工况试验。根据试验结果,对外水压力的折减规律进行了研究。分析提出了工程类比应注意水头高度为平方的相似关系,以及对于隧道周边富水洞穴应按"复合回填"的方式进行处治的深入认识。     

破损路面对城市道路路段通行能力的影响

为了准确评价路面破损条件下的道路通行能力,有必要探讨破损路面对道路通行能力的影响。选取路面车辙深度、裂缝率、坑槽宽度和修补率作为破损路面状况的评价指标,给出了基于灰色聚粪分析方法的破损路面状况评价方法。应用该方法对调查路段的破损路面状况进行等级划分,并基于不同破损路面状况等级路段调查的交通流参数,分析破损路面对饱和车头时距和平均行程车速的影响。引入破损路面修正系数的概念,得到不同破损路面状况等级对应的路段通行能力修正系数,并给出不同破损路面状况等级对应的城市道路路段通行能力推荐值。     

用宽顶堰理论检验法计算小桥涵设计流量

提出用宽顶堰理论检验法计算小桥涵洪水流量。该计算方法是通过实地调查桥前水深等资料 ,采用严密的宽顶堰理论推导 ,求得洪水流量 ,进而推求设计流量。本计算方法克服了很多不定因素 ,所以 ,其计算准确度高 ,很值得推广应用。     

长江中游流量与航道维护尺度关系研究

提出了一种构建宜昌流量与中游航道维护尺度关系的方法。利用长期观测资料,通过建立宜昌流量与中游水位站点水位回归方程,结合实际测图资料分析推导出宜昌流量与长江中游长河段航道尺度对应关系,为优化三峡水库调度方案、合理确定长江中游航道维护尺度提供理论基础。