跨杭州湾铁路桥河工试验模型桥墩设计关键问题研究

在河工模型试验中由于比尺效应的存在,雷诺数与实际河流差别很大,在研究桥墩、码头等桩柱结构的涉水工程影响时若按模型比尺缩制模型往往不能满足阻力相似的要求,从而影响试验准确性。通过水槽模型试验,对5 mm铁丝制作的几种常见布置形式的模型桩群绕流阻力进行试验。基于试验成果,以通苏嘉甬跨杭州湾铁路桥主墩为例,对主墩桩群进行概化。     

河工模型在河流治理开发与保护中的作用

在总结国内外河工模型发展历程的基础上,简要论述了河工模型在大型水利工程建设、河道治理实践、河流开发利用、河流生态保护,以及河口海岸治理与开发利用中的作用,并提出了河工模型试验中需进一步研究解决的模拟关键技术问题,包括河工模型的变态问题、河床阻力相似、模型选沙问题、模型量测技术问题等。     

河工模型中时间变态与水流挟沙力关系的试验研究

动床河工模型试验中，由于采用轻质模型沙而不可避免地出现时间比尺变态问题。通过实验分析，得出时间变态将导致模型中非水流的流量、水位、流速以及水流挟沙力均产生偏离，偏离的大小和方向与下列几个因素有关：（１）河段槽蓄量的大小；（２）时间比尺变态率的大小；（３）流量台阶的特性；（４）涨水过程或降水过程。最后得出了计算涨水过程中挟沙力因子偏差大小的关系式，该式对模型设计中正确选用模型沙和合理概化过程线有参考     

河工模型试验计算机测控系统

水利河工模型试验中，水位、流量和流速测控的传统方法普遍存在测量与控制精度低、试验周期长的问题。针对此问题研制出水利河工模型试验计算机测控系统，并将其成功应用于国家“八五”重点科技攻关项目中的河工模型试验计算机测控系统中水位、流量自动控制和流速数据多点同步采集与处理系统，大大提高了模型试验的测量、控制精度和工作效率，缩短了模型试验周期。     

MCGS组态软件及其在大型河工模型试验中的应用

在进行淮河干流正阳关至田家庵段河工模型自动检测与控制系统的研制工作中，我们首次将工控组态竽大型河工模型试验，取得了很好的效果。本文将结合该模型试验中自动测控系统的研制工作，对MCGS组态软件的特性及其在大型河工模型试验中的二次开发应用等内容作一简要的介绍。     

水石型泥石流河工模型试验方法

泥石流河工模型试验是预测泥石流河道演变规律,正确设计泥石流地区桥渡建筑物等的重要手段,它是刚刚兴起的一门试验技术,也是泥沙河工模型试验的发展. 水石流属稀性泥石流,其运动特性相对较接近于挟沙水流,所以先开展水石流河工模型试验是有利的.模型的相似条件,可从水石流的基本特性出发,并借鉴于泥沙河工模型的相似条件. 模型泥石流体的供给方式有水沙混合循环式供给和水沙分离以清水冲沙的一次性供给.在水石型泥石流河工模型试验中,后一种供给方式较好,理论上也是可行的. 本文还讨论了水石型泥石流河工模型的设计、制造、模型验证和试验量测方法,最后举出了模型实例. 泥石流河工模型试验是刚兴起的一门试验技术,也是泥沙河工模型试验技术的发展.在泥石流灾害日趋严重的今天,泥石流河工模型试验确系预测泥石流规模、河道演变趋势及正确设计泥石流地区桥渡等建筑物的重要手段.在尚未建立完整的泥石流模型的相似理论之前,我们先对水石型泥石流河工模型的相似条件、模型设计和制作、模型验证和量测方法等作了一些初步探索.     

模型尾门水位控制方法研究

本文以重庆港河工模型试验中尾门水位控制问题为例,从现代控制理论角度探讨了河工模型微机控制系统中有关建立数学模型、动态参数估计和最小方差调节器的实现方法.经实际应用检验,这些方法理论基础坚实,跟踪控制可靠,精度较高,且实施步骤简单.     

新型节能生潮控制系统

总结了在以往多口门河工潮汐模型试验中自动控制系统的经验，应用流行的工业分布式计算机监控系统，采用变频器控制技术，研制一套高效，节能，广泛应用于河工潮汐模型的控制系统，实现对模型多口门水位自动跟踪控制和多点流速采集。     

复杂河型河流物理模型的相似律

研究模型相似律是动床河工模型试验中最重要的环节.本文通过试验和分析,对冲积河流模型应当遵循的河型相似条件及泥沙悬移相似条件进行了论证,并就模型沙选择及高含沙洪水模拟等问题发表了看法.所提出的河工模型律及其它有关成果已在不少复杂河型的河工模型设计和试验中采用.     

河工模型试验量测新技术的开发及应用

量测技术水平是决定河工模型试验成果质量的关键因素之一。为此,介绍了近期在河工模型断面板制作、河势与流场观测、动床地形三维测量方面的研发成果,包括:提出了基于文本编辑的自动断面板脚本绘制方法,同时结合激光切割机的应用,解决了人工绘制断面板费时费力、数控雕刻机成本高和一般科研人员难以使用等问题;将无人机航拍技术应用于实验室河工模型试验流态、河势和流场观测,与常规固定式摄像机相结合,为试验成果的进一步分析提供了独特视角和丰富、可靠的参考信息;将运动结构恢复三维地形重建技术应用于河工模型冲淤地形测量中,并结合河工模型试验冲淤地形的特点提出具体应用方法。