对口型急流滩试验研究初探

<正> 对口型急流滩是山区河流中常遇到的滩险之一,河床多为石质,水流急、比降大、流态恶,严重妨碍航行.广西红水河更滩滩群属此情况,全长1400m,河床基床为石质,由更滩、龙塘沙两个对口型急流险滩和一个过渡段组成.因滩与滩之间相距较近,各滩段既相互独立又相互影响制约,整治难度较大.本试验采用定床正态模型,比尺为1:80.经试验验证,模型与原型(天然河道)相似性良好,工程方案试验成果是可靠的.     

潮流泥沙模型冲淤时间比尺研究

物理模型试验中,由于模型缩尺效应及采用的模型沙与天然沙不一致,导致河床水流时间比尺与河床冲淤时间比尺不一致。因此,在潮流泥沙模型试验中针对不同的研究问题,需要选取不同的冲淤时间比尺。研究表明:以冲刷为主的模型,与以淤积为主的模型时间比尺存在差异;潮汐河段和径流河段冲淤时间比尺的确定存在差别,当河床演变受径潮流共同作用,时间比尺确定的依据根据水流造床作用来判断;风暴潮冲淤时间比尺,主要考虑其水流泥沙输移特性,一般采用冲淤时间比尺等于水流运动时间比尺,而含沙量比尺需作相应的调整。     

模型比尺对块体稳定性及斜坡堤水力特性的影响

目前，在防波堤模型试验中，由于实际因素很复杂，还不能完全模型，所以模型比尺大小直接影响试验结果。本文根据国外试验研究资料介绍了模型比尺对护面块体的稳定性、反射系数，爬高及块体波浪力等模型试验结果的影响（比尺效应）。     

海岸波浪动床模型试验技术及其相似律问题

海岸泥沙动力过程极为复杂，尤其在近岸区破波带，海岸泥沙的动态物理模型相似律问题，一直是国内外学者极为关注而又末能解决的难题，对模型砂问题也存在天然沙轻质沙学派之别。本文根据我所多年试验及国内外研究情况，提出了这问题的分析与解决问题途径的看法，主张在近岸破波带波浪动床模型试验中采用天然沙，并对物理模型比尺试验技术与模型相拟律问题做了相应论述。     

波浪作用下可渗沙质海床模型相似率研究*

海床渗流是海洋工程设计中重点考虑的因素之一，其影响着建筑物的稳定性，严重时还会引起海床液化。现有波浪与海床相互作用的有关研究尚未解决实验室内海床的模拟方法问题。基于此，进行波浪作用下可渗沙质海床模型相似率研究，通过系列波浪水槽物理模型试验，基于原型孔隙水压力与模型值相似的条件，提出实验室内模拟海床的相似准则。结果表明：沙质海床相似比尺与模型几何比尺的关系为λ海床=λ1/3。     

松花江大顶子山航电枢纽泄流能力试验研究

在天然河道上修建枢纽,必须保证原河道洪水流量的渲泄。大顶子山航电枢纽在预可、工可和初步设计阶段,利用比尺为1∶130整体定床正态模型,对枢纽总体布置曾进行了多方案的对比试验。文中根据物理模型泄水闸泄流能力方面的试验成果,提出了枢纽泄流方面存在的问题,通过对枢纽泄水闸孔数、泄水闸堰型、堰顶高程等多种有效改善措施,提出了满足枢纽泄流能力的平面布置方案。     

液体晃荡自由液面波高的相似关系的实验研究

采用模型实验进行液体晃荡问题研究时,相似关系是模型实验设计及结果分析中的一个关键问题,目前尚没有系统的针对不同比尺下液舱晃荡波高的相似关系研究。本文采用三个不同比尺的二维GTT八边形液舱,对比分析了不同比尺的模型液舱在单次激励下液体晃荡冲击的完整过程。结合波高幅值和高速视频研究波高,结果表明液舱晃荡波高均具有双峰形式,三个比尺的液舱整体流场形式相似,但晃荡冲击的物理现象存在差异。在相同实验介质下,大比尺液舱中晃荡冲击现象复杂,而小比尺液舱中晃荡冲击平缓,分析认为粘性是造成该差异的重要原因。此外,晃荡波高的相似关系与比尺有关。     

局部正态物理模型在潮汐河口的应用研究*

首次在潮汐河口采用局部正态物理模型研究了局部冲刷问题,结果表明：采用局部正态物理模型研究潮汐河口 相关工程问题是可行的,试验水力条件的选择、模型边界的确定以及模型的整体变坡是将局部正态模型应用于潮汐河口的 关键技术,提出了简便易行且效果良好的模型边界的确定方法,阐述了模型整体变坡的必要性及方法。     

山区河流码头船舶靠离泊模拟仿真技术研究与应用

针对山区河流码头船舶靠离泊为低速、大回旋运动过程的特点,采用尺度效应修正的方法对小比尺船模进行操纵相似性率定,并在金沙江中嘴码头水工模型上进行仿真模拟试验。结果表明,小比尺船模模拟技术用于山区河流码头船舶靠离泊仿真是实用有效的,可为相关工程设计提供有价值的依据。     

江苏LNG项目桥墩周围冲刷的试验研究

以现场天然沙为试验床质,利用系列比尺模型,采用不规则波与潮流共同作用的方式,对江苏LNG接卸站陆连岛栈桥桩基周围的冲刷情况,进行了试验研究。系列比尺包括1∶10,1∶20和1∶40,试验组合包括正常组合及大浪组合。在正常波、流作用下,桥墩桩基周围最大冲刷深度为5.10 m;在正常波流并遇50 a一遇波浪共同作用下,累积冲刷深度为5.60 m。     

长江南京以下12.5 m深水航道一期工程白茆沙水道工程局部冲刷试验研究——Ⅰ：模型设计

长江南京以下12.5 m深水航道一期工程白茆沙水道工程局部冲刷研究工作表明:1)采用局部正态模型研究潮汐河口工程局部冲刷问题是可行的;2)试验水力条件的选择、模型边界的确定以及模型的整体变坡等是将局部正态模型应用于潮汐河口工程局部冲刷问题研究需解决的关键技术问题;3)白茆沙水道工程局部正态模型较好地复演了目标试验水力条件,具备开展进一步试验的条件;4)提出了简便易行且效果良好的模型边界确定方法。     

嵌岩灌注桩模型试验几何相似常数的优化设计

模型比尺是模型试验的重要参数,决定了试验成果的精度、可靠性和模型试验的经费投入。通过对嵌岩灌注桩模型试验几何相似常数的优化设计,选定适用的模型比尺,为进一步确定模型桩的合理尺寸、极限承载力指标等参数提供依据。     

气囊型浮式防波堤挡浪消波的数值模拟*

临时挡浪设施在海况较差的海域为施工船舶提供一定的避浪掩护时使用。气囊型浮式防波堤具有运输方便、投放便捷以及造价低廉的特点，成为了首选的挡浪消波措施之一。通过调整网格划分方式、控制时间步长以及对自由液面网格局部加密等措施，建立了稳定的数值波浪水槽。采用原物理模型试验比尺建立气囊型浮式防波堤的水动力模型，并利用试验结果验证了数值计算方案的准确性。计算结果表明：距离挡浪模型后3 m范围内的计算结果精确，波高值误差在1%以内；在该数值模拟方案下计算值随时间的变化规律与试验结果吻合得较好。该数值模拟方案具有可行性和有效性，数值模拟结果具有较高的参考价值，可以为后续各临时挡浪设施选型研究提供计算基础。     

防波堤堤后次生波的试验研究

在小比尺的大范围整体物理模型试验及数值模拟中,由于模型本身存在底摩阻、比尺效应及计算软件等影响因素,测量所得堤后次生波波高精度较低。因此通过采用大比尺波浪断面物理模型试验,选取不同入射波要素和堤顶淹没水深,研究次生波的基本特性,得到入射波高与次生波的关系;同时利用局部整体模型,分析得出波浪对防波堤不同角度入射时,角度与堤后次生波的关系。试验结果可为大范围整体物理模型试验提供校验依据,也可为数值模拟防波堤堤顶越浪,进行参数调整提供必要的依据。     

自航顶推船队模型在长江葛洲坝水利枢纽模型中的通航试验研究

本文叙述了顶推船队1∶100模型尺度效应的影响程度、补偿方法以及在相应比尺的葛洲坝水工模型中进行通航试验的情况。试验研究表明:船模尺度效应是显著的,但根据本课题的情况,其影响可以用减小舵面积的办法予以补偿;由于水工模型比尺的限制,船模尺度很小,但试验结果是稳定的,有很好的重复性,可以作为研究工程通航条件的手段;通过船模在水工模型中的通航试验表明,利用这一试验手段可以正确地反映不同的工程设计方案通航条件的改善情况。     

重力相似体系下串列双圆柱风速比尺修正系数的试验研究

在模拟风荷载的试验过程中,风速比尺的确定是一项必不可少的工作。串列圆柱群在现实的海洋建筑物中属于比较常见的构件群。所以本试验对不同工况下的串列等直径双圆柱进行了试验,研究了间距比和模型风速对受扰圆柱阻力系数干扰因子的影响。基于干扰下原型的理论阻力,分析了间距比、原型风速和几何比尺对风速比尺修正系数k的影响。试验结果表明:风速比尺修正系数与间距比、原型速度和几何比尺三个因素联合相关;受扰圆柱作为后柱时,干扰下的k值比单圆柱时大,间距比对k的影响没有明显规律,但干扰效应对k值的影响不可忽略。当λ_L=20~100时,不同的间距比下,风速比尺可不修正的原型风速和几何比尺取值有所不同。     

韩江东山枢纽二线船闸通航条件试验研究

东山枢纽已建设一座300 t级的船闸,根据韩江三河坝至潮州港航道扩能升级工程的需要,新建1 000 t级二线船闸。采用整体定床物理模型试验与自航遥控船模试验相结合的技术手段,选用1:80的正态比尺,对东山枢纽的天然水流特性、新建二线船闸设计方案、修改方案的通航水流条件、船舶航行条件进行了试验,从水流指标、防洪影响等方面进行了综合分析,提出了满足要求的推荐方案。研究结果表明:推荐方案实施后,能够满足各种工况下船舶通航要求,不会对防洪、发电产生不利影响。     

船坞排,灌水系统试验中若干水力现象的分析

船坞排水系统的大比尺正态试验，易于揭露简易流道布置的控制因素：大转弯半径的矩形断面虹吸管设计，对提高峰驼负压值，使管内压流均布和结构受力良好有利。同时，还总结出虹吸管咽喉部位压力分布的试验规律。     

那吉航运枢纽溢流坝断面及坝下冲刷试验

采用比尺为 1∶30水工断面模型 ,进行溢流坝断面设计方案的过流能力、坝面压力及坝下消能局部冲刷试验 ,经优化提出的坝面曲线及消能工方案 ,改善了消力池水流条件、减小了冲刷、节约了工程量     

泥沙模型的粒径相似比尺问题

运用相似理论对泥沙模型的粒径比尺进行了分析,提出了推移质、悬移质和全沙模型泥沙粒径相似条件;给出了包括细沙在内的泥沙起动粒径比尺的统一计算式和适用不同流区的悬沙粒径比尺的统一计算式;指出模型砂的起动流速不等于模型的起动流速,需进行比尺效应修正。