鄱阳湖实体动床模型设计

模型沙选择是动床模型设计的关键因素.鄱阳湖模型变率大、入湖泥沙细,动床模型宜选用轻质模型沙.本文采用泥沙运动相似条件的研究成果,进行模型沙粒径比尺的初步设计,结合水槽起动流速试验,选取适合的模型沙,并和国内几种轻质塑料沙起动流速计算公式对比,推荐了估算塑料沙起动流速的计算公式.经选取的模型沙满足起动流速相似,全沙相似条件较好,各相似比尺合理,为提高动床模型试验模拟精度奠定了基础.     

基于水流黏滞性的模型沙选择

对于研究泥沙问题的全沙动床模型试验,模型沙的设计是整个模型试验的关键。当原型泥沙粒径过小,不考虑模型与原型的温度差异时,按比尺计算得到的天然模型沙粒径太小,通常不易获得。因此在满足悬移相似条件下,通过控制试验水温,根据不同温度及不同水黏滞系数ν,得到合理的颗粒粒径从而优化模型选沙。在原温和变温两种条件下分别计算所选泥沙的沉速和沉速比尺,表明改变温度所选的模型沙粒径是合理的,用较大粒径天然沙模拟原型较细沙,既满足沉速相似也满足悬移相似要求。试验验证结果表明模型沙选择满足设计要求,模型设计合理。     

滦河迁西县城段河工模型试验的模型沙设计

在滦河迁西县城段河工模型试验中,由于原型床沙较粗(中值粒径d50= 25 mm),且组成范围较大,不适合用平均沉降相似法进行模型沙级配设计.因此采用新的模型沙级配方法,在同时满足起动相似和河床变形相似的两个条件下,根据糙率模拟要求,通过冲洗研磨制备天然样沙,再通过数学方法进行编程优化计算样沙的配比得到模型沙.通过水槽起动试验和物理模型试验,模型沙选择满足要求,模型设计合理.     

悬移质模型沙级配的模拟计算方法探讨

对于研究泥沙问题的动床模型试验，模型沙的选择是模型设计的关键。模型沙的选择是指综合考虑所研究问题的性质，已知条件，模型几何比尺，以满足模型与原型的水沙运动相似为目的，选定，设计模型沙的材料，比重和粒径级配，作者主要阐述悬移质模型沙级配的模拟方法，并提出利用沙玉清公式计算，设计模型沙级配的另一种方法，以尽可能严格满足模型相似条件。克服老方法的不足和缺陷。     

推移质动床模型粒径比尺计算式选择

描述泥沙起动的方法可分为以起滚流速为参数和以起动拖曳力为参数两大类，由这两类方法推导得到的模型沙粒径比尺计算式是不一样的，实际应用时，如何选取粒径比尺计算式是民须回答的问题。首先根据两种粒径比尺计算的推导过程，弄清了各自成立的物理条件，依照变态模型水流惯性力相似和阻力相似的应满足，用动床模型中阻力相似须由模型沙自身糙度满足条件，推导得到模型变率值与模型沙特性之间的关系式，最后指出：泥沙地起拖曳力公     

平原细沙河流动床泥沙模型试验的模型相似律及设计方法

在平原细沙河流的动床模型设计中，只考虑推移质运动的相似是不正确的，主要应考虑悬移质运动的相似，并且可以只考虑悬移质中床沙质运动的相似，以相似函数形式表达的分段起动流速（8）－（11）式，可用以计算确定模型沙的粒径，使泥沙粒径的模拟符合相似理论的基本要求，从而提高其可靠性。应用文中提出的模型相似律及模型设计要点，进行了长江八卦洲宝塔水道挖槽淤积动床模型的设计及试验，取得了地形冲瘀验证试验的相似，挖槽淤积量预报与工程后原型观测的淤积量基本接近。     

河工模型中悬移质细颗粒泥沙沉降相似初探

河工模型中悬移质泥沙细颗粒之间的相互作用所导致的凝聚,对其沉降相似性有不可忽略的影响. 本文根据电化学基本理论和流体力学基本概念,揭示了细颗粒泥沙凝聚作用的发展;提出河工模型中模型沙絮凝临界粒径和河工模型最大缩尺;便于在模型设计阶段就考虑凝聚作用对相似性的影响. 以上成果用于汉口葛洲坝1/150模型的模型沙细颗粒,在总体上沉降相似,局部不相似,本文对此以及对这种现象在试验成果所造成的影响,进行了分析验证.     

水工定床模型相似度的研究

对水工定床模型相似性的分析可量化为模型相似度的比较。模型系统与原型系统之间的相似在于二者之间有若干个相似元。各相似元的相似值等于特征值比例系数和相应的特征权数的乘积。相似元的相似值总和为二者之间的相似度，即二者之间相似性的度量。水工定床模型系统与原型系统之间的相似性由十个相似元构成。根据这一理论，本文分析了模型的几何变形对流速、压强和相应场产生的变态效应，并以算例分析了变态率和几何比尺对水工定床模型相似度的影响。结果表明相似度量化评估有利于提高模型的相似性，水工定床模型宜多采用大比尺。     

模型沙物理特性的试验研究及相似分析

在前人工作的基础上,通过试验、对比的方法.本文较为系统地研究了模型沙的物理特性及其相似性.模型沙浑水产生屈服应力时的临界体积含沙浓度比天然沙大,在模拟高含沙水流时粘滞性的相似性是不容忽视的;模型沙的坍落高度受暴露时间、粒径、粘结力等因素的影响而有很大的差异,其相似性主要影响模型试验的边滩冲刷坍塌及其过程;模型沙的水下休止角一般受粒径的变化出现两个特征值(最大值和最小值),细沙(泥)的水下休止角与容重存在一定的函数关系,模型沙水下休止角的相似性主要影响边滩冲淤及河床微地形;模型沙的起动流速可以用沙莫夫公式描述;模型沙的冲刷率的相似性对模型试验的冲淤量有较大的影响,采用不同模型沙模拟同一河流的不同试验,在冲淤量上将会有较大的差别.     

推移质动床模型中模型沙运动比较研究

模型沙的选择是推移质动床模型试验中一项关键技术,直接影响推移质运动的相似性和河道冲淤趋势与量级的判断。整理以往的研究成果,结合概化动床模型试验,从起动条件、输沙强度和沙波形态三个方面对比精煤和天然沙这两种典型模型沙的运动特性。研究表明,精煤为代表的轻质沙与天然沙在起动条件和输移强度方面基本类似,都能模拟天然河道中的推移质起动和输移现象,但是在较大水流强度时形成沙波形态后,在波高、波长等几何形态上存在明显差异,对床面阻力的准确模拟有一定影响。因此,遇超过沙波临界条件的较大水流强度时,宜采用天然沙作为动床模型沙模拟推移质运动。该研究成果可为推移质动床模型选沙和设计提供参考依据。     

定床泥沙示踪试验述评及示踪沙设计示例

本文对于利用河工定床模型,摸拟原型为动床的泥沙颗粒运动的示踪试验,在模型相似方面所存在的问题,以及应用这种定床泥沙示踪试验成果于实际工程时应该注意的问题,提出了意见。定床泥沙示踪试验的模型设计,在模型几何比尺和模型沙材料已经确定的条件下,便归结为示踪模型沙粒径比尺的确定问题;但在这方面存在一些值得讨论的问题,以往的研究很少涉及。本文按照示踪试验的要求和需要摸拟的泥沙临界运动状态——起动、悬移和扬动等,提出了各自应该满足的相似条件和粒径比尺关系式,并列举设计示例以供参考。     

关于动床变态河工模型的几个问题

本文讨论了动床变态河工模型中的下列三个问题,力图探索一条在小场地进行长河段模型试验的途径:(1)从含沙量垂线分布重心高度(以含沙量为权重的加权平均沉降高度)的概念出发,提出了计算淤积相似的新方法;(2)运用比降二次变态,使各种变率的动床河工模型都不须加糙,即可自动满足阻力相似和重力相似;(3)分析冲刷相似与起动相似的区别,从而使动床选沙获得较大的自由度,有利于采用天然沙或廉价的人工沙作为模型沙.     

南水北调中线滹沱河河工模型试验模型沙的选择与设计

在遵循水流重力和阻力相似条件的基础上,南水北调中线工程滹沱河动床河工模型试验模型沙的选择与设计,通过对各种模型沙的特性分析研究及悬移质及床沙粒径的影响分析,确定了滹沱河河工模型试验用沙,经"96·8"洪水验证,水面线、水位流量关系及河床冲淤与原型基本相似,说明模型沙选择正确.     

论动床河工模型的相似律

本文根据相似理论及河流动力学原理建立了河床变形相似的基本原则,论证概括了现有动床河工模型的相似律,判明了悬沙模型试验的限制条件,提出了进行悬沙淤积为主的模型试验的设计及试验方法.文中根据最近进行的甘油液流泥沙开动切力试验的成果,以及多年从事模型试验的经验初步判明,目前广泛流行的动床模型相似条件U_*d/V=idem是根据不足的.     

潮汐河口悬移质动床实物模型的理论与实践

河口泥沙一般较细，其河床变形多取决于悬移质的运动。文章论证了悬移、起动与河床变形相似为潮汐河口悬移质动床实物模型泥沙运动的主要相似条件，模型沙主要按悬移与起动相似条件选择；提出并介绍了采用轻质沙后挟沙相似的满足、时间变态的处理原则与经验；此外还讨论了模型选沙中的一些理论与技术问题。     

南水北调中线与安阳河交叉工程河段概化模型

南水北调中线总干渠与安阳河交叉的倒虹吸工程改变了天然河道水流条件.为了使倒虹吸交叉工程布设既安全又经济,需进行全沙动床变态河工模型设计,以对交叉河段进行分析研究.本模型设计是根据水流运动相似、泥沙运动相似的理论,以变率为参数,利用沉速判别数,既考虑悬移相似又兼顾起动相似进行河工模型试验设计、验证,解决了全沙动床变态河工模型设计中模型沙选择及各组沙沉降相似等方面的问题.     

水下移动射流冲蚀沙床的试验研究

为研究移动射流冲蚀效果和泥沙输移的影响因素,开展了不同射流喷嘴移动速度和沙床坡度条件下的二维平面移动射流冲蚀沙床试验研究。试验记录了不同射流工况下的泥沙输移过程及异重流的运动规律,分析了泥沙输移及异重流运动随射流喷嘴移动速度、沙床坡度的变化规律,讨论了异重流运动和泥沙淤积形态的物理机制。结果表明:水下移动射流冲蚀沙床能够形成异重流,可实现淤积泥沙的起动并输移一定距离。泥沙淤积轮廓剖面具有相似性,各工况平均输移距离近似相等,沿程累计泥沙相对输移量分布与泥沙粒径分布相似。泥沙相对输移量与射流喷嘴移动速度和沙床坡度呈正相关,但当沙床坡度大于10‰后,坡度影响不再显著。     

黄河动床河道模型的相似原理及设计方法

本文介绍了黄河动床模型试验的基本方法,包括相似条件、变率的选择、模型沙的选配、以及模型加糙方法等。本文认为黄河河床宽浅、泥沙细、河床冲淤变幅大,进行黄河动床模型试验,应该根据黄河的水沙特点及边界条件和试验任务来选择相似准则和模型变率。根据我们的经验,黄河动床模型的变率与水平比尺和垂直比尺之间的关系为,底沙运动相似条件为悬沙运动相似条件为,悬沙比尺与底沙比尺之间的关系为。黄河动床模型的水深不大,形成沙浪后,在主槽内,不必加糙仍有可能满足阻力相似条件,其办法是按照公式(24)选择模型沙及模型比降。按照上述方法,进行了几个模型试验,均取得了河床冲淤、水位变化过程与原型基本相似的验证试验成果。     

精煤模型沙特性试验研究

长江葛洲坝水利枢纽入库泥沙包括悬移质和沙卵石推移质.在模型设计中,根据研究的泥沙问题性质,要求模拟悬移质为主的全部泥沙,悬沙粒径为0.010～1.00毫米,模型几何比尺采用1∶150,是一个悬移质为主的小比例尺正态泥沙模型,对于这样一个模型,如果采用比重较大的模型沙材料,势难满足泥沙运动相似条件,为此,选择株洲精煤做为本工程模型沙材料,其比重的平均值约为1.33克/厘米~3左右,模型沙的几何比尺λα=1.5,模型沙的中值粒径为d_50≈0.015毫米,是一种颗粒极细的非均匀组合沙,本文概述了这种轻质模型沙的物理、化学、电化以及水力特性,可作为泥沙模型试验选沙的参考。     

介绍一种轻质河工模型沙—沥青陶粒

河工模型如果同时模拟粒径大小截然不同的两种底沙运动时,如砂和卵石,所选用的两种不同的模型沙,除应满足有关的相似条件外,还应满足河床变形时间比尺(λ_t)的一致。联解重力相似、阻力相似、底沙运动相似和底沙引起的河床变形相似条件,并满足沉降速度相似可以得出: