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。     

挟沙水流的能量级串和泥沙输移特性综述

评述了清水水流、低含沙水流和高含沙水流流动的时均流和脉动流能量之间的分配关系。通过对比清水水流、低含沙水流和高含沙水流的流动结构、物理特性以及它们之间的异同,探讨了挟沙水流的物理机制以及泥沙对水流运动特性的影响,从涡运动观点对高含沙水流运动的雷诺数和理查逊数的物理意义进行了解释,对存在的若干问题进行了讨论,对有关研究方向进行了展望。     

山区河流垂线流速分布类型的分形研究

根据长江上游螃蟹碛至火焰碛水道实测资料,对该河段水流垂线流速分布类型进行归纳;利用分形理论研究了"3"型垂线流速分布,并探讨流量、水位和河道横纵坡降对分形维数的影响。研究结果表明:研究河段垂线流速分布可分为"3"型、"反3"型、"C"型、"反C"型、"1"型、"S"型、"7"型、"反S"型和"类指数"型,其中"3"型流速分布出现频率最高;"3"型垂线流速分布呈一阶累计和变维分形,其实质上是对数流速分布在多种因素作用下发生偏离的结果;垂线流速分布的分形维数与流量、水位和坡降成正相关,但三者对分形维数影响不大。     

挟沙水流引起底床冲淤变化的数值模拟

本模型为垂向二维数学模型,以修正的NS方程为基础,采用粒子Level Set方法和对流扩散方程分别模拟自由水面和悬沙运动,根据底床物质质量平衡的原则计算底床变形,可模拟水流引起的底床冲淤变化.该模型将水流模型扩展到泥沙运动领域,以二相流概念简化自由水面边界条件,模拟悬沙、底沙和底床变形;采用固定的笛卡尔坐标,不需重新划...     

粉沙质与淤泥质浅滩在风浪水流作用下的挟沙能力

对有关粉沙质与淤泥质滩在风浪政水流作用下的挟沙能力问题结合现场实测及室内试验资料进行了分析。     

悬移质不平衡输沙水流挟沙能力

本文从悬移质挟沙能力的基本概念出发,推导出悬移质非均匀沙平衡输沙的挟沙能力及不平衡输沙的挟沙能力公式,这些公式进一步揭示了非均匀沙的输沙机理,全面地描述了各种河床组成在不同的来水来沙条件下的输沙规律,适用性广,计算简便。     

卡门常数的研究现状及进展

挟沙水流卡门常数是描述含沙水流流速分布的重要参数,目前水流流速分布规律主要分为两种模式:变k模式和Coleman模式.本文根据国内外现有资料归纳总结了卡门常数的研究现状,并指出需进一步研究的问题.     

河口潮流垂线流速分布与床面阻力研究

本文从液体不稳定流微分方程出发,推导了河口均质潮流垂线流速分布公式,水流切力垂线分布公式以及床面阻力公式,并用实测资料作了验证,二者基本吻合。在此基础上,应用大量的实测资料统计分析,得到了反映潮汐河口床面阻力系数变化的表达式。     

长江河口主要汊道水流挟沙能力分析

在分析长江河口水文泥沙特性的基础上,统计了河口南北支、南北港等汊道河段的悬沙中值粒径值。结果表明,长江河口悬沙较细,悬沙中值粒径变化范围不大,在0.006~0.014 mm之间,在大中小潮过程中各个汊道河段的变化也不大,其中值粒径平均约为0.008 mm。同时从单向水流的挟沙能力出发,引入背景含沙量,对长江口的水流挟沙能力关系进行了探讨。在此基础上,结合数值积分的处理方法及枚举法,对样本数据作物理意义上的涨、落半潮积分平均的处理,并进一步以此推求了长江口南北支、南北港等主要汊道河段的水流挟沙能力。     

明渠水流梯形断面临界水的推求及计算

本文通过研究,导出了临界水深e-x函数形式的表达公式,并进行了大量的计算和验证,证明利用一般的函数计算器计算,对梯形断面临界水深的计算速度快,成果准确。     

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。     

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。     

变态河工模型垂线流速分布不相似问题的初步研究

变态河工模型垂线流速分布不完全相似的问题早为人所知 ,但其偏差有多大至今未有定量研究 ,对此进行了初步分析 ,指出变态模型表层流速偏大而底层流速偏小 ,即流速垂向分布梯度增大     

河道断面垂线平均流速横向分布计算的简易数值模型

本文根据紊流剪切力传递补原理,利用天然河道恒定渐变流动力平衡方程,建立了一个简易的差分数值解模型,籍以推求断面垂线平均流速的横向分布,该模型对若干河道断面垂线平均流速模向分布的模拟结果与实测值吻合良好,为河道水力计算提供了一种有效的实用办法.     

阜阳水系综合整治项目颍河边滩植被水流研究

阜阳水系综合治理项目包含颍河凤凰湿地建设,凤凰湿地在颍河边滩布置挺水植物和沉水植物等,形成边滩植被水流的形态。通过由实验室实测数据验证过的边滩双层植被(分别模拟挺水植物、沉水植物)的流速分布解析解,推求颍河凤凰湿地的流速分布。结合流速分布结果,对工程的防冲设计进行验证,为边滩生态湿地项目的设计提供了边滩植被水流计算方法。     

不同宽高比叶片对明渠水流影响的试验研究

采用宽高比尺寸1比20、1.5比13.3和2比10的矩形薄片模拟等面积不同几何形态的植物叶片.通过水槽试验对同一水流条件作用下三种叶片对水流的时均流速、紊动强度、雷诺应力的影响进行研究发现:宽高比越大的叶片对水位的影响越小;植物区同一水深的流速随植物宽高比的增大而减小;同一水深宽高比越大的叶片摆动频率越高,其紊动强度也越大;紊动强度、雷诺应力和时均流速的垂向分布类似都表现出了一定的相似性,说明矩形叶片水流紊动具有三维各向紊动同性,而且叶片宽高比的改变并不影响其紊动的各向同性;植物的存在时会使明渠糙率系数极大的增加.     

非恒定流垂线流速分布规律的初探

从雷诺方程出发 ,通过对非恒定流的沿程阻力损失在垂线上分布规律的修正 ,可获得非恒定流和恒定非均匀流垂线流速分布公式。若定义均匀流垂线流速分布为A型 ,则非恒定流或恒定非均匀流垂线流速分布一般为B型和C型。B型分布在主流区 ,分布梯度大于A型 ;C型分布与A型相反 ,分布梯度一般为负     

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。     

无黏性均匀沙起动临界条件的统一

采用确定性分析方法,建立无黏性均匀沙起动流速公式,并用实测资料对其进行验证。通过理论推导,得出基于剪切力和水流功率的均匀沙起动临界条件表达式。对基于起动流速、剪切力和水流功率的均匀沙起动临界条件进行统一,得出各表达式之间的相互转换关系,证明三种起动临界条件在本质上是相互统一的。     

开敞水域斜跨航槽水流特征的观测分析

为分析研究开敞水域中,水流斜跨航道进入航槽后的水流特征,垂直连云港外航道布置水文测量断面进行现场观测。通过观测分析,总结了槽中流速的垂向分布规律,以及流向对槽中流速的影响,并给出了槽中流速与边滩来流流速间的经验关系式。研究成果能为开敞水域航槽选线和回淤研究提供科学参考。