圆柱形桥墩周围局部冲刷的三维数值模拟

为预测圆柱形桥墩周围的局部冲刷坑形态和发展,基于计算流体动力学和泥沙运动理论开展了桥墩周围局部冲刷的三维数值模拟。首先使用雷诺时均Navier-Stokes方程和标准K-ε湍流模型对圆柱形桥墩周围三维复杂流场进行数值模拟,将床面瞬时切应力作为泥沙起动及运输的水动力学条件,计算出床底泥沙的单宽体积输沙率,以此为基础得到河床高程坐标的瞬时变化;再采用边界自适应网格技术修改动边界计算域网格,计算得到圆柱形桥墩周围局部冲刷坑的演化过程。结果表明:桥墩周围局部冲刷三维数值模拟结果与试验结果基本一致,数值模拟方法能用来预测圆柱形桥墩周围的局部冲刷情况。     

三峡水库运行对乌江河口段泥沙淤积的影响

笔者介绍了乌江河口段泥沙模型的试验方法,分析了三峡水库在156m方案运行时段及175m方案运行初期(前30年)乌江河口段的泥沙淤积特性与河床演变情况,研究了乌江河口拦门沙的形成过程及泥沙淤积与河势调整对船舶进出乌江河口所带来的影响,对此提出了改善河口通航条件的措施.     

压载水舱泥沙淤积原因和冲淤新方法

东海海水含沙量较高,船舶压载水舱等部位易形成泥沙沉积,增加船舶负重及油耗等运营费用。文章分析了船舶压载水舱泥沙淤积原因,模拟研究了泥沙沉降特征,提出了基于气动冲淤方式的压载水舱泥沙治理新方法。     

天津港国际邮轮码头工程泥沙数模试验研究

根据天津港整体发展规划,拟在东疆港区南端建设一个邮轮码头。根据现场实测资料分析,利用MIKE21 Flow Model模块建立了天津港海域大模型和邮轮码头海域小模型,其中大模型为小模型提供水动力模型所需要的开边界条件。其模拟结果为泥沙数学模型提供了潮流动力条件。在对模型进行充分验证的基础上,计算了现状单航道和复式航道开通2种情况下邮轮码头港池内的流场和泥沙淤积情况。计算结果表明,该工程是可行的。     

葫芦岛海域潮流泥沙数值模拟

使用TK-2D软件建立了基于不规则三角形网格的葫芦岛海域的潮流场和悬沙场数学模型,根据现场实测资料对模型进行了充分的验证,对葫芦岛海域的潮流泥沙场进行了数值模拟,根据模拟计算结果,对该海域的潮流场和泥沙场特征进行了分析。研究结果表明:(1)葫芦岛海域海区的潮流运动为半日潮流类型;(2)该海区的潮流运动基本为平行岸线的往复运动;(3)该海区的潮流动力中等;(4)正常天气条件下水体含沙量很小,且分布均匀。     

深海爬游机器人概念及关键技术分析

  目的  针对可潜浮式沉积物捕获器（FST）的时变姿态会影响采样效率的问题,对全采样流程内FST的质心偏移规律及姿态角变化进行定量分析与评估。  方法  设计一种包含采样模块及浮力调节模块的FST,然后利用SolidWorks软件进行建模,建立坐标系;通过Matlab软件完成静力学分析,模拟得到全流程内各时刻FST质心相对于坐标原点的偏移量;基于力矩平衡公式,推导因质心偏移造成的机体姿态变化;运用平面射影定理,定量分析姿态变化对有效采集面积的影响。  结果  结果显示,质心偏移被限制在以载体坐标系原点为圆心、半径为$ 8 \\times {10^{ - 3}}\\;{\\text{m}} $的圆内,质心坐标域为${x_{\\text{g}}} \\in ( - 6 \\times {10^{ - 3}}\\;{\\text{m}}, 3 \\times {10^{ - 3}}\\;{\\text{m}})$,${y_{\\text{g}}} \\in ( - 1 \\times {10^{ - 3}}\\;{\\text{m}}, $ 7 \\times {10^{ - 3}}\\;{\\text{m}})$;姿态角变化域为俯仰角$ \\theta \\in ( - 1.5^\\circ , 16.6^\\circ ) $,横滚角$\\phi \\in ( - {2.6^ \\circ }, {16.8^ \\circ })$;当$ \\theta = 14.7^\\circ , \\phi {\\text{ = 13}}^\\circ $时,有效采集面积缩减为捕获装置面积的94.27%,为最小值,当其他条件相同时,捕获相同质量的沉降颗粒所需时间比100%实采面积所需捕获时间多0.0578倍。  结论  研究工作可为FST的稳性分析和浮力调节系统设计提供有益的参考。     

大、小门岛连岛工程对周围海区环境影响研究

基于TK-2D软件,采用潮流泥沙数值模拟手段对大门岛与小门岛连岛工程对周围海区环境的影响进行了研究和论证。研究结果表明,大门岛与小门岛连岛工程对周围海区环境影响很小,有利于出海航道(中水道和黄大岙水道)、沙头水道和小门水道水深维护,对黄大峡水道水深影响亦很小。因此,大门岛与小门岛连岛工程是可行的。     

天津港外航道水动力条件及工程泥沙淤积研究

依据最新的水文、泥沙实测资料,利用风浪潮流泥沙数值模型对开挖深水航道泥沙淤积情况进行了计算。根据近年来现场实测水文、泥沙资料,结合本项研究工作进行了统计分析,为数模计算提供参数;建立了多重嵌套潮流数学模型,计算正常天气下工程实施前、后的海域潮流场分布情况;建立了海域风浪过程计算模型和泥沙运动模型,将波浪、潮流、泥沙模型耦合,计算了在年均含沙量的风浪条件作用下所造成的回淤情况,给出了航道建成后的年淤积分布情况。提出了天津港南、北防波堤延伸到16 0后的航道的淤强分布特征,从泥沙方面为航道的开挖提供了设计依据。     

伶仃洋航道泥沙运动特性的水槽试验研究

在41组波浪水槽试验基础上,对波浪作用下的悬移质运动进行了理论分析,讨论了计算含沙量所需要的两个关键参数(?)和C_2,最后给出了半理论半经验的悬移质输沙率计算公式     

白洋淀疏浚底泥絮凝脱水试验及应用*

针对白洋淀生态清淤底泥土工管袋脱水絮凝的问题,开展土工管袋脱水试验研究及工程验证。进行无机絮凝剂、有机絮凝剂和生物絮凝剂的复配小试和中试试验,提出适用于白洋淀土工管袋脱水的絮凝方案,并通过工程化实施,验证了絮凝方案的土工管袋脱水性能。研究采用分组试验的方法,以底泥絮凝后絮体大小、絮体强度和上清液清澈度作为评价指标。结果表明：复配絮凝剂投加量1.5%时,底泥絮凝效果最优,且余水水质化学需氧量（COD）、总磷（TP）改善明显,COD和TP分别削减83.92%和91.18%,土工管袋充填结束第30 d降低底泥含水率至低于55%。