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。     

弯道水流环流结构的试验研究

建立了弯道水流概化模型试验,利用ADV对三维流速数据进行了采集.通过对弯道水流流速的分析统计.对弯道环流沿程变化和分层结构进行了初步研究.结果表明,环流结构在弯顶前后呈现出不同规律,并且存在沿水深上下分层的现象.研究为进一步深入探讨弯道水流特性奠定了基础.     

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。     

支流入汇弯曲河段水流运动特性试验研究*

首次对支流与弯曲型干流交汇河段的一般水力学问题进行概化模型试验研究,初步揭示了随着干支流交汇角α和汇流比λ的变化,汇合口河段水面几何形态和纵横比降变化特征、三维流速、水流动力轴线、床面剪切应力等的分布规律,给出了在汇合口下游凹岸一侧出现回流分离区的条件和分离区范围与α和λ的定量关系,并对汇合口河段推移质运动和河床冲淤部位进行了分析,填补了国内外弯道干支流汇合口河段研究的空白,为进一步认识和掌握该类河段水流运动特性奠定了基础。     

弯曲分汊河道水流紊动特性研究

通过概化模型试验,结合理论分析,研究了弯曲分汉河道的水流紊动.给出了脉动动能分布的等值线图,详细阐述了紊动强度在汊道内的分布规律.进一步研究了弯曲分汉河道内存在边滩和洲头低滩时,对水流紊动强度分布的影响,深入探讨弯曲分汉河道的水流紊动.     

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。     

孙东坡弯道环流公式改进*

孙东坡弯道环流流速公式结构简明、形式合理、不受卡门常数影响,且与实验室资料有良好的拟合性。但在横比降的计算和普朗特紊流切应力的构架方面存在着缺陷,使得公式不能很好地反映出粗糙床面的实际情况。针对上述问题,引入与实际情况相符的罗索夫斯基横比降公式,重新构架了普朗特紊流切应力方程。改进公式不仅改善了原公式中存在的问题,而且计算值与实测值吻合度非常好,可应用到实际的弯道流速计算中去。     

弯曲河道船闸口门区通航水流条件优化

针对弯曲河道船闸口门区受三维螺旋流和口门区水流特性的共同影响下水流条件较差、难以满足船舶安全通行要求的问题,提出将工程措施前置上移,并由点形改为线形,以调整河势为手段削弱弯道螺旋流的不利影响,构建口门缓流区,再辅以局部工程措施,以进一步改善口门区的横向流速和回流流速,确保船舶安全过闸。     

德感河岸整治工程对河道水流的影响

根据河工模型试验资料，研究了长江德感可岸整治工程修建后河道水流条件的变化规律，分析了整治工程后，分汊河段分流比变化规律，河道综合糙率变化，水面变化、边滩挖槽的效果及其上水航浅流速的变化，提出了合理可行的工程方案及改善措施。     

弯道水流的三维数值模拟

本文提出一种弯道水流的三维数学模型,该模型以N—S方程为基础,对弯曲段采用园柱坐标形式的方程,方程中的压力项采用静压假定作近似处理,紊动粘胜系数利用Prandu混合长紊流模型来确定。本模型能较好地再现实际流场的主要特征,具有一定的可信度。     

急弯河段通航水流条件与航道宽度关系研究

急弯河段水流流态复杂,船舶过弯所需的航道宽度要远大于直线段航道宽度,也大于一般的弯区河段航道宽度。根据汉江下游马口滩急弯河段船模航行试验成果,总结分析了船舶在弯道段航行时占用的航宽与水流的关系,表明船舶以大致相同的航速上、下航行通过弯道时,上行时占用的航宽比下行时要小的多。流速或流向角越大,船舶的航迹带宽度越大,占用的航宽也越大。在此基础上建立了马口滩急弯河段航宽计算公式。     

芜申运河三里埂段航道整治数学模型研究

在对芜申运河三里埂汇流段的水文资料测量和收集的基础上,找出对于三里埂航道不利的水文条件,利用Mike21水动力模块建立水动力模型,对三里埂汇流段二维流场进行计算。计算结果表明:在设计航道地形条件下,高水位大流量时,设计航道内存在较大的横向流速,深坑处的流速和弯道环流仍然很大,将继续促进深坑的发展。模型通过对各种方案的比选和优化,提出了优化方案。     

日调节非恒定流对筲箕背河段航道水流条件的影响

选取典型工况通过非恒定数学模型计算分析滩段水位、流量、流速、比降等因素变化特性,得到日调节对筲箕背河段水流条件的影响.结果显示,2种日调节工况下非恒定流传播至筲箕背河段水位变幅在1.01～1.37 m,非恒定流对下游航道水流条件和对研究河段内的控制河段及航道维护设施等产生一定的影响,并且日变幅4.5 m较日变幅3.0 ...     

弯曲河段下游引航道口门区通航水流条件研究

弯曲河段船闸下游引航道既受弯道水流的制约,又受河床变宽产生的弯曲水流的影响,口门区附近回流与斜向流强度大、范围广,水流条件差,难以满足船舶安全通行要求。依据流体力学原理和水流运动规律,结合弯道河段河势变化特征,提出在引航道外侧的口门区附近设置挑流墩和采用实体与透空导航墙相结合的工程措施,并通过模型试验的验证,证明本方法能够较好地调整水流流向、构建缓流水域,从根本上消除弯曲河道中船闸下引航道口门区的斜向流和回流,改善通航水流条件,确保船舶安全过闸。     

明渠弯道水流三维数值模拟*

采用雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程组,其中动量方程的雷诺应力项用k-ω涡黏紊流模型求解,结合VOF方法跟踪自由水面,运用Fluent软件模拟了明渠180°弯道水流的三维特性。通过将数值模拟的水位结果与试验资料进行比较,表明数值模拟能够有效地预测弯道水面高度的变化范围以及水面横比降的主要影响范围;同时分析了弯道水流不同水深的平面流场和典型断面弯道环流分布。     

山区急弯放宽河段水流分离现象试验研究

文章在分析山区河流形态的基础上,概化出急弯放宽河段的基本平面形态参数,引入了弯道放宽率这个因素,并在前人对弯道水流分离现象研究的基础上,综合考虑了弯道放宽率、弯道中心角、相对弯道中心半径、弗汝德数等因素的影响,通过物理模型试验,对山区急弯放宽河段的水流分离现象的发生和分离区的大小进行了系统的试验研究。研究表明,在文章的试验范围内,总的来说弗汝德数和弯道中心角越大、相对弯道中心半径越小,水流就越容易出现分离,但对弯道凸岸分离区的出现起主要作用的是弯道放宽率,当弯道放宽率大于一定值时,都将发生水流分离现象,而与其他因素没有关系,并且当弯道放宽率较大时分离区也较大。     

长江中游戴家洲河段天然水流特性试验研究

文章对长江中游戴家洲河段的来水来沙特点进行了分析。通过实体模型试验,对该河段水流动力轴线的位置、戴家洲洲头局部流态、分汇流点的位置以及各级流量下断面平均水深、断面平均流速进行了深入分析,对各级流量下的比降、分流比进行了研究,并对两汊平均流速、平均水深,涨、落水期的水深、流速、比降等进行了比较,以加深对河段水流运动规律的认识,同时为工程方案整治效果的分析比较打下基础。     

长河段二维水沙数学模型研究及应用*

为了适应长江长河段系统治理技术的需要,对TK-2DC软件水沙计算核心部分进行了并行程序开发,将并行计算技术应用到长河段水沙数学模型中,大大提高了长河段水沙模拟计算效率及模型计算的时效性。建立了长江中游沙市—监利、戴家洲—牯牛沙及长江下游安庆—南京长河段平面二维水沙数学模型,对航道整治工程效果进行了模拟预测。     

弯道横向环流试验及分析

文章阐述了弯道横向环流的形成机理,建立了180°矩形断面弯道的概化模型,据此来分析弯道水流环流的流态特征。根据环流强度在不同剖面的沿垂线分布情况和等值线图,分析了弯道环流强度。通过流场在弯道各种断面的情况,得出的弯道环流特性可为相关的理论研究及工程实践提供理论基础。