床面颗粒受力的脉动特性

本文试验研究了床面泥沙颗粒受力的脉动特性，单颗粒球体突出于床面的试验结果表明，颗粒所受的时均力与纵向时均流速的平方成线性关系。上举力系数Ｃ１＝０．２９６，拖力系数Ｃ４＝０．３９２，与颗粒在静水中沉降时的阻力系数相近。颗粒受力的脉动强度不到时均值的１０％，脉动上举力系数Ｃ、１＝０．０７８，脉动拖力系数Ｃ４＝０１５１．脉动应力的概率密度为正态分布。梅花开紧密排列的试验结果表明，取球顶以上０．１５Ｄ处实     

床面颗粒临界起动时受力的脉动特性

本文通过试验研究了不同比重的颗粒在临界起动时的受力特性，当颗粒处于临界起动状态时，时均上举力只有颗粒水下重量的０．６４６倍，但需要有６．７％的瞬时上举力大于颗粒的水下重量，说明只有当大于颗粒水下重量的瞬时上举力持续一定的时间时，颗粒才能起动。脉动力的脉动强度与时均力具有相同的数量级，即脉动力对泥沙运动具有重要的作用。脉动力的概率密度近似为正态分布；自相关系数的衰减速度比流速的衰减速度更慢，最大互相     

固液两相流中固体颗粒的垂直分选机理

在结构两相流的总体框架内，基于对单个固相颗粒受力的分析和对多颗粒条件下颗粒之间的相互作用，本文对液体流动特性进行了简化，采用固体颗粒在水流中运动的垂线分选模型，对各种颗粒浓度条件下的垂直分选特征进行了讨论。结果表明：随着颗粒浓度的增加，颗粒的分选过程加快，颗粒向上聚集的倾向加强，分选的结果会形成明显地在垂直方向上显示出反粒序分布。当颗粒体积浓度超过0．3以后，粗颗粒较细颗粒具有更大的向上聚集的倾向；当颗粒浓度接近极限浓度时，会出现颗粒分选速度的反常变化，说明分选模型在这种情况下失效。文中还通过常见的三种液相速度分布，分析了不同速度分布剖面对分选结果可能产生的影响。     

1998年以来黄河下游河道床沙质级配变化分析

黄河下河道表层及深层床沙测验于１９９８年汛前开始，具有较高的挖掘及测验精度。通过对实测资料的系统分析，阐述了床级级配的沿程及沿深度度的变化特点，并首次利用床级有配，从 途径分析计算得出１９９８年５月！１９９年１０月ｄ〈０．０３１ｍｍ、ｄ＝０．０３１￣０．０６２ｍｍ和ｄ〉０．０６２ｍｍ的淤积量分别占全沙淤积量的２８．７％、４３．６％和２７．７％。     

多孔介质中反复注入颗粒迁移特性试验

通过两种不同渗流速度的室内试验系列,采用在每个系列中分别向土柱中注入13次约392 mL颗粒悬浮液的方法,研究了注入次数和粒径对多孔介质中颗粒迁移特性的影响。结果表明,注入次数、颗粒粒径以及渗流速度对颗粒迁移特性有重要影响:在稳定速度的渗流作用下,注入颗粒的迁移特性曲线呈现类似于"正态分布"的规律,下降段持续时间大于上升段持续时间;渗流速度较小时,随着注入次数增加,颗粒浓度峰值逐渐增大;渗流速度较大时,颗粒浓度峰值几乎不随注入次数变化。中值粒径为3.40μm的颗粒随深度增加,沉积颗粒的质量比逐渐减小;中值粒径为5.10μm的颗粒在0.085 cm/s速度渗流作用后的沉积颗粒质量比要明显大于0.170 cm/s速度渗流作用后的沉积颗粒质量比。渗流速度较小时,颗粒粒径越大所受的重力越大,相应的运动速度也越大;渗流速度较大时,水动力是影响颗粒迁移速度的主要因素。粒径越大的颗粒所受的筛滤作用也越大,相应的沉积量也越多。     

黄河下游不同粒径泥沙冲淤特性分析

根据黄河实测资料，综合分析了黄河下游不同粒径泥沙冲淤特性。研究表明，粒径大于０．０５ｍｍ的粗颗粒泥沙是造成下游游积的主要根源，多年平均来沙量为２．６亿ｔ，约占全沙来沙量的２３％，而下游汛期粗沙淤积量却占总淤积量的５５％。另外还分析了各级流量下不同粒长泥潲的变化，并提出了输细沙（ｄ〈０．０２５ｍｍ），中沙（０．０２５ｍｍ≤ｄ〈０．０５ｍｍ）、粗沙（ｄ〉０．０５ｍｍ）的适宜流量分别为１０００－３０００     

黄河高含沙水流的特性和利用

高含沙水流应有足够的细沙（ｄ＜０．０１ｍｍ）含量与水组成基本悬浮液，在窄深河槽条件下，可挟带较粗颗粒泥沙长距离输送；水库中高含沙异重流还可以将大于０．０３ｍｍ以上的粗泥沙排出库外．排沙比可达１００％。在游荡型宽浅河道上，高含沙水流严重淤积，一场高含沙洪水淤积量可占全年淤积量的３０％～５０％。     

风沙流中颗粒运动参数的分布特征

以风洞内颗粒高速摄影实验资料为基础，对颗粒跃移运动参数的分布及其跃移速度分布函数进行了探讨。研究结果表明，颗粒跃移的相对高度和相对长度的分布都不呈正态分布；降落角大致成正态分布，而起跃角则为非正态分布；颗粒起跃时水平速度，垂直速度和合速度的分布都呈非正态分布；随着跃移高度的增加，颗粒的平均粒径减小。速度分布函数是描述颗粒跃移统计特征的有效工具，具有修正指数形式或修正正态分布形式的概率密度分布函数都能较好地描述跃移颗粒的速度分布状况。     

颗粒填料厌氧滤池的初步研究

颗粒填料厌氧滤池的初步研究硕士生：温瑛导师：卜城（清华大学环境工程系１０００８４）本文对颗粒填料厌氧滤池处理中等浓度有机废水的工艺进行了较系统的研究。试验中主要采用了２～４ｍｍ及４～６ｍｍ粒径的炉渣作为填料考察其运行性能。炉渣表面粗糙多孔，比表面积很...     

漫湾水电站工程大坝安全监测成果分析

通过对漫湾水电站工程的大坝变形、渗流、应力应变及温度进行综合分析，认为大坝蓄水到正常水位９９４．０ｍ时，坝顶向下游最大位移１９．２ｍｍ，坝基向下游最大位移３．４７ｍｍ，坝基向上游转动７．４秒，即上游比下游相对多沉２．２５ｍｍ，这是库底在水压作用下沉陷所致；坝基实出场压力比设计值小，７＃、１２＃、１６＃坝段实测扬压力分别为正常水位设计扬压力的８９．０６％、２７．２％、６９．６１％和洪水位设计扬压力的４４．７８％、１８．３５％、５３．９８％，坝基帷幕后渗压系数均小於设计值０．３～０．４Ｈ１，排水带处渗压系数均小於洪水水位０．４Ｈ２，渗压系数和扬压力小，说明坝体纵典灌浆效果良好，大坝形成了整体．坝体应力多为温度应力，并在设计范围内．通过综合分析，认为大坝工作性态正常，处于安全状况．     

循环荷载作用下砂土液化特性的非圆颗粒数值模拟

针对纯圆颗粒模拟的缺陷,利用颗粒流计算程序的团颗粒方法开发了形状近似实际角粒砂的角粒团颗粒,研究了颗粒形状变化对数值试样液化特性的影响及其细观机理。利用自行开发的随机数制样方法制备出多种形状颗粒随机混合的仿真试样,分析了振动液化过程中细观组构的演化规律,并与砂土可视化模型试验结果进行了对比。结果表明,颗粒棱角度越大,试样抗液化能力越强,其在细观机理上与初始平均接触数大小有关;随机混合仿真试样可以从定性角度反映实际砂土振动液化过程中的细观组构演化规律,为今后进一步的定量研究奠定了基础。     

地下水人工回灌颗粒沉积研究进展

颗粒堵塞是影响地下水人工回灌效率的主要因素,揭示地下水人工回灌过程中引起颗粒堵塞发生发展的颗粒沉积机理规律,为减少回灌堵塞、提高回灌效率的研究提供技术支撑。对已有关于回灌颗粒堵塞现象和颗粒沉积理论机制的研究进行了综述。结果表明：现阶段相关研究不能定量地观测颗粒堵塞的微观物理过程,颗粒堵塞机理与颗粒堵塞现象间的内在联系不完全清楚,跨尺度耦合研究不充分。     

堆石料流变试验的颗粒破碎研究

已有的研究成果表明堆石流变与颗粒破碎有关,但流变引起的净破碎率和流变之间的关系尚不明确。通过室内大型流变试验,分析了流变引起的颗粒破碎,发现破碎率与最终流变量之间存在线性函数关系,破碎率与轴压之间存在幂函数关系;轴向流变变形与时间之间的关系可以用对数函数表示,相应的流变参数与轴压之间呈良好的线性关系。     

雨水径流颗粒物对陶瓷透水砖堵塞的影响

通过雨水径流水质的实地检测,分析了雨水径流中颗粒物粒径分布规律;采用室内试验模拟了雨水径流引起的陶瓷透水砖堵塞过程,系统研究了雨水径流中颗粒物对陶瓷透水砖堵塞的影响。结果表明:雨水径流中的颗粒物绝大部分平均粒径小于50 μm;陶瓷透水砖堵塞机制主要是粒径 20~<50 μm的颗粒物引起的表面堵塞,砖表面截留的颗粒物质量约占总截留颗粒物质量的75%;陶瓷透水砖表面截留颗粒物的粒径范围与砖表面孔径范围并不一致,主要是因为陶瓷透水砖截留的颗粒物在其表面形成的“类滤膜”的筛滤截留作用。建议合理减小陶瓷透水砖小于50 μm范围的孔径占比,以提高人工清扫恢复陶瓷透水砖透水性能的效率。     

混合粒子群算法在水库优化调度中的应用

水库优化调度是个非线性、强约束的组合优化问题,利用基本粒子解方法易于陷入局部优化;本文利用混合的粒子群算法,较好地克服了基本粒子群早熟和易于陷入局部最优的缺点,获得了更好的计算精度.实例结果表明,该方法有一定的有效性.     

A simple formula for predicting settling velocity of sediment particles

Based on the general relationship described by Cheng between the drag coefficient and the Reynolds number of a particle, a new relationship between the Reynolds number and a dimensionless particle parameter is proposed. Using a trial-and-error procedure to minimize errors, the coefficients were determined and a formula was developed for predicting the settling velocity of natural sediment particles. This formula has higher prediction accuracy than other published formulas and it is applicable to all Reynolds numbers less than 2× 10^5.     

图像处理技术在推移质运动颗粒参数提取中的应用

非均匀推移质颗粒运动规律一直是泥沙研究领域的难点,提取非均匀推移质颗粒的参数信息则是推进该难点研究的基础性工作。通过进行粗化床面非均匀沙水槽试验,拍摄了大量的泥沙颗粒运动视频,选取其中部分视频进行处理和研究:先通过图像转换软件将拍摄的视频转化为图片;然后利用图像处理技术对泥沙颗粒运动图像的空间变化特征进行识别,对转化后的图片进行畸形矫正和背景除噪;最后通过选取合理阈值将图片上泥沙颗粒提取出来,并计算泥沙颗粒粒径、体积等相关参数信息。研究成果可为获取推移质颗粒输沙运动基本信息提供基础,为非均匀推移质输沙机理研究提供更科学、完善、可靠的数据。     

沙漠沙的筛分粒径与粒径计粒径的比较实验

筛分法与粒径计法是两种重要的颗粒分析方法。本文通过较为系统的实验发现采用这两种方法所得到的实验结果之间存在较大的偏差。采用粒径计法测得的样品粒径较之用筛分法所得的结果明显偏大 ,说明用这两种原理不同的颗分方法所测出的粒径数据不能不加换算地直接采用。由于目前有关筛分粒径与粒径计粒径转换关系的研究结果并不一致 ,所以文中比较了几家代表性研究成果之间的差异 ,重点讨论了采用不同沉降速度公式进行计算时所得粒径计粒径之间的差异 ,探讨了各家结果不同的原因 ,对与颗粒粒径相关的研究具有参考价值     

扁球体泥沙颗粒沉降的三维格子Boltzmann模型

应用格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)模拟扁球体单颗粒沉降,并引入大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)描述较大颗粒沉降引起的尾流紊动,建立了扁球状泥沙颗粒沉降的三维数值模型。利用该模型对不同雷诺数下(1～7 580)扁球体泥沙颗粒的静水沉降进行了验证模拟。数值模拟结果与已有试验数据相比较,在泥沙颗粒沉降轨迹、沉降速度和阻力系数等方面有较好的一致性。     

长江口澄通河段床沙粒度特征分析

为了进一步研究长江口水土资源和岸线开发利用工作对该段河床演变和水动力变化的影响,根据2012年及2013年枯水期长江口澄通河段两次大范围床沙取样监测成果,分析了各主支汊床沙的物质组成,粒度分布及丰枯水年粒度特征。结果表明：澄通河段主槽砂粒粗,浅滩砂粒细;主汊砂粒粗,支汊砂粒细;总体上,从上游向下游床沙粒度逐渐变细;主槽及主汊区域床沙类型主要为细砂及粉砂质砂,支汊及浅滩区域床沙类型主要为砂质粉砂及黏土质粉砂;2012年,全河段床沙的粒度组成表现为,砂含量大于粉砂含量,粉砂含量大于黏土含量。