对圆管突然缩小局部阻力系数的研究

以圆形管路的突然缩小为例,对管路的局部阻力系数ξ作了实验、分析和理论研究,证实传统的理论公式存在较大的误差。在紊流状态下,圆形管路突然缩小局部阻力系数可以看作雷诺数的函数,采用3次多项式可以将局部阻力系数与雷诺数很好地结合起来。     

基于滑移效应的水煤浆膏体管道输送阻力计算

随着煤化工产业的发展,煤炭如何高效清洁输送成为研究的热点。利用管道水力输送高浓度水煤浆具有投资少、节能环保等明显优势。由于小管径试验操作更加方便,更加节省物料,试验室中常用小管径进行工艺参数试验。试验研究了质量浓度为53%和58%的高浓度水煤浆在管径为50,47,32和29 mm管道中的流动特性。推导了滑移条件下不同流型流体的流变参数计算式,并基于滑移效应分析,得到了水煤浆的阻力系数。通过均质流阻力计算式得到高浓度水煤浆的阻力,计算结果表明,水煤浆的流变模型符合Herschel-Bulkey模型,考虑滑移效应条件下,高浓度水煤浆阻力系数与广义雷诺数存在一定关系,阻力可用均质流公式进行计算。     

单颗粒在宾汉体中沉降规律的试验研究

固体颗粒在液体中的沉降速度是一个十分重要的物理量.对于高含沙水流,由于浆体本身的物理性质由牛顿体转变成宾汉体,固体颗粒在这种宾汉体中沉降的受力条件与在清水中不同,其沉降特性亦不相伺.本文从宾汉体的物理特性入手,用力的平衡方程式导得宾汉体的阻力系数C'_D.由试验资料找出了C'_D与宾汉体中沉降的颗粒雷诺数Re_B之间的相关关系,与清水中基本相同,只是区分流区的雷诺数Re_B与清水不同.本文还提出了将任意形状的固体颗粒的C_D～Re_B相关关系转换成球体的计算方法,得出了各流区球体颗粒的阻力系数C'_D的表达式,并由力的平衡条件求得了宾汉体中最大不沉粒径d_max的表达式.     

高雷诺数下双圆柱绕流的数值模拟

本文使用表面涡法研究高雷诺数下不同排列方式双圆柱绕流的流动状态，计算了双圆柱在并列、串列及级列的情况下的各种流动结构，涡街的变化及作用在圆柱上的受力情况。本文结果清楚地描述了双圆柱绕流复杂的流动状况，计算结果与实验显示的流动状况十分相似，斯特罗哈数和阻力系数与实验结果符合得很好。     

低雷诺数下的钉螺绕流特征数值模拟

研究钉螺在水流中的运动规律对于控制钉螺扩散具有十分重要的意义。通过开源流体力学计算软件OpenFOAM,使用非结构化的三角形网格拟合钉螺边界,采用有限体积法和PISO算法计算平面无限区域中黏性不可压缩流体下的钉螺绕流运动,模拟了低雷诺数下横向和纵向2种水流条件螺体后方尾流形态变化,详细描述了漩涡脱落过程等现象;对比分析不同条件下钉螺的阻力系数C_D、回流区长度L_w/D、斯特罗哈数St等的区别。研究结果表明:随着雷诺数的增加,钉螺的阻力系数逐渐减小,尾流形态呈现3种不同的形态,初步确定各流态转变的临界雷诺数的范围。该研究可为进一步掌握钉螺扩散规律、改进水利阻螺措施提供理论依据。     

PVC连接弯头的水力特性数值模拟

为了研究PVC弯头的局部阻力和水流流态特征,对DN50和DN75两种PVC承插式90°弯头的水流特性利用CFD中的fluent软件进行了数值模拟,结果表明:不同管径弯头的局部阻力系数与雷诺数的关系曲线的变化趋势基本一致,压力在弯头拐角外侧压力最大,在下游管段内侧靠近弯头的位置压力最小。     

水利水电工程施工导截流模型试验中的阻力相似问题

施工导截流模型阻力不相似会导致试验成果与实际存在较大偏差。采用理论分析及水力计算方法,剖析了长导流隧洞壁面沿程阻力相似的影响因素,揭示了截流模型试验中阻力危机现象,提出了解决阻力不相似问题的途径。研究表明:对于隧洞导流模型受模型比尺制约,模型水流往往处于紊流过渡区,洞壁阻力系数是模型雷诺数的函数,如忽视模型阻力相似问题,会导致模型泄流能力试验值和洞内流态与原型存在较大偏差,可采取加大流量法或通过系统试验拟合阻力系数与模型雷诺数的关系,再对模型试验泄流能力成果予以修正。对于截流模型,块体抗冲稳定相似需满足推阻力系数相似,模型雷诺数Re_m只有在3×10⁴~2×10⁵时,绕流阻力系数C_d才为常数,可通过合理选择模型比尺使模型水流进入自模拟区,避免阻力危机。     

波纹板内流体流动特性的数值模拟

以室温下的水为介质，以涡量一流函数为理论基础，运用代数变换法生成适体坐标，通过有限差分对波纹板板内流场进行了数值模拟；并以Re=500为例，求出其板内流体的速度场和压力场，进而对同一周期内和不同周期的速度场和压力场进行分析，给出了速度和压力分布变化曲线图，得出了不同雷诺数下流动阻力损失变化曲线与阻力关联式，为波纹板的强化传热研究提供了有利的参考。     

促淤浮帘绕流阻力特性及其计算

基于促淤浮帘的参数设计和稳定性考虑,需探明浮帘的绕流阻力特性及其计算方法。通过试验研究,分析了绕流阻力随浮帘密度、高度和弗汝德数3个参数的变化规律,得到了在河床未发生冲刷时绕流阻力最大且随浮帘趾冲刷及帘后淤积的发展逐步减小的结论。根据试验数据,利用回归分析得到浮帘绕流阻力系数的计算表达式。试验结果表明,在所研究的范围内,浮帘绕流阻力系数与浮帘雷诺数无关。     

倒伏植被茎秆粗度对坡面水流特性的影响

为深入探索植被倒伏条件下水流结构的内在规律,开展植被茎秆直径对坡面流水流特性影响的试验研究。试验固定坡度为1. 0%,倒伏角度为20°,取茎秆直径为2 mm、3 mm、4 mm进行室内明渠流模拟试验。结果表明:在相同直径条件下,随水深增大,Darcy-Weisbach阻力系数逐渐增大,雷诺数呈线性增大,弗劳德数呈幂函数形式下降;在相同水深条件下,随茎秆直径增大,DarcyWeisbach阻力系数增大,雷诺数与弗劳德数随之而减小,且当茎秆直径每增加1 mm,阻力系数平均增大33. 76%,雷诺数平均减小2. 57%,弗劳德数平均减小8. 33%。     

植物坝覆盖区明渠二维两相流场紊动特性研究

漂浮植被占用了行洪断面面积,增大了河流的阻力,遇到障物后,造成河道严重堵塞。通过室内物理模型试验和数值模拟的方法,研究、分析大面积覆盖水面的漂浮植被对河道泄洪能力、河道水体结构、水流特性的影响。根据紊动强度和雷诺应力沿程变化,从波动幅度上看,植物覆盖区波动幅度较大;对根茎区,无植物覆盖但受影响区紊动强度不大,但较无植物覆盖时的明渠水流有明显增大,植物坝覆盖区及植物坝前缘区变化显著,尤其是植物坝前缘区的紊动强度波动很剧烈。     

COMPARISON OF RESULTS ON CAVITATION INCEPTION FOR CHECKINGTHE SCALE EFFECTS

1 .　SCALEEFFECTSOFCAVITATIONINCEP TIONSincethediscoveryofscaleeffectsforthecavita tioninceptiononmodeltestsbyAcheret[1] ,therelatedresearchhasbecomeahotsubject,becauseitcouldleadtoresultstobeincomparableandthusitmightbedifficulttofindoutagenerally acceptedsimilaritylaw .However,thesimilaritylawisnecessary .Eitherforthetransferofmodeltestresultstotheprototypeorfortheresultcomparisonofidenticalorsimilarmodelbod iestestedunderdifferentconditions .ThecavitationcommitteeoftheITTCini…     

TRANSITION TO TAYLOR VORTEX FLOW BETWEEN ROTATING CONICAL CYLINDERS

Transition to Taylor vortex flow between two conical cylinders, with the inner one rotating and the outer one stationary, is studied by the numerical method in this article. It is found that the basic flow becomes unstable with increasing of Reynolds number (Re) above a certain critical value Rec=117 and with the further increase of Re to about Re=300, the first stable vortex is formed near the top of the flow system. The annulus is filled with six pairs of vortices at about Re=800. These are confirmed by experimental observations. Moreover, the local extreme values of pressure and velocity are reached at the adjacent lines between neighboring vortices or at the medium lines of large vortices. The local minimum values of velocity and the local maximum values of pressure are reached at the same point, whereas the local maximum values of velocity of the flow are assumed at the point of inflection for pressure.     

NUMERICAL SIMULATION OF REYNOLDS NUMBER EFFECT ON EFFETIVE WAKE FIELD AND HYDRODYNAMIC PERFORMANCE OF PROPELLER BEHIND SHIP

1.INTRODUCTIONTheaccuratepredictionofeffectivewakefieldisofgreatslgnlflcancenolonlyindesigningpropellersforstudyofshipvibrationandnoisereduction.hulalsoinunderstandingflowphenomenanandcapturingflowstructureintheinteractionbetweentheshiphullandprerpeller.Theshipsternflowdrivenbyoperatingpropellersismuchmorecomplexthantheshipsternflowwithoutpropellers.Withoperatingpropellerstheaxialvelocityinfrontofpro-pellersisacceleratedgraduallyduetothecontractioneffectofI)ropellersandthecontractioneffec…     

雷诺护垫在哈尔滨三家子堤防工程中的应用

文章通过对于砌石护坡方案、雷诺护垫护坡方案、钢筋石茏方案的经济技术比较。并经过实际应用得出：雷诺护垫护坡与传统结构相比具有高强度性、安全性、环保性、经济性及施工便捷等诸多优点,特别是在北方寒冷地区,更具有良好的适应变形能力。     

Velocity and concentration measurements in initial region of submerged round jets in stagnant environment and in coflow

Velocity and concentration fields are measured in submerged round jets in a stagnant environment and in coflow using laser Doppler anemometry and laser-induced fluorescence. Measurements are made in the initial region within distances of 40 jet exit diameter at jet Reynolds number between 1000 and 5000 and coflow-to-jet velocity ratio from 0 to 0.43. Different behaviors of jet spreading and dilution are found in jets at three different ranges of Reynolds number in which the jets are classified as initially laminar, transitional or turbulent. In the zone of established flow, the jet centerline velocity and concentration decay with downstream distance at different rates in the three groups of jets. For jets in coflow, axial development of normalized forms of centerline mean excess velocity and mean concentration at different velocity ratios can be reasonably well collapsed onto universal trends through the use of momentum length scale. Turbulence properties inside a jet are increased by the presence of a strong coflow. Inside the zone of flow establishment, some strange features are observed on jet turbulence properties. The length of zone of flow establishment increases from the turbulent jets, to the transition jets and to the laminar jets. The zone lengths for concentration are shorter than those for velocity by one to two jet exit diameters. Both lengths are shortened further in the presence of a coflow. For jets a stagnant environment and in the strong jet flow region of jets in coflow, jet widths increase linearly with downstream distance in transitional and turbulent jets. Self-similarity of radial profiles of mean velocity or excess velocity, mean concentration, turbulence intensities and concentration fluctuation level is explored in the zone of established flow.     

天然河流中大尺度紊动结构的观测分析与雷诺应力计算

本文在作者以往关于天然河流中大尺度紊动理论研究的基础上，进一步采用多普勒三向流速仪，在长江干流某水文测流断面开展了大尺度脉动流速观测试验，根据大量的观测试验资料，分析了天然河流大尺度紊动结构和内在规律，并详细计算了雷诺应力。     

湍流雷诺应力的本构关系

本文建立力学本构关系的本构公理和湎流运动特征，分析了雷诺应力与平均速度梯度之间的本构关系，得出了该雷诺应力表达式不具备适应各种边界条件的通用性，但在某些湍流或某些湎流区域具有存在条件的结论。文中还给出了适用条件的判断准则和计算方法。     

变断面明渠柔性植物水流特性试验研究

在变断面明渠,利用ADV测量流速,研究断面突然扩大情况下模型植物和真实植物的水流特性。结果表明:在水流稳定区域,布设真实鸢尾草和塑料鸢尾草模型的流速分布、雷诺应力分布和紊动强度分布具有一定相似性;雷诺应力和紊动强度在相对水深为0.6～1.1区域达到峰值,且从峰值区域向两端递减,总体上植物下部区域的紊动强度比植物上部区域大;同种植物紊动强度沿x、z方向的分布形式存在较大差别,紊动强度存在明显各向异性。     

NUMERICAL SIMULATION FOR THE STEPPED SPILLWAY OVERFLOW WITH TURBULENCE MODEL

1 .　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｓｔｅｐｐｅｄｓｐｉｌｌｗａｙｈａｄｂｅｅｎｕｓｅｄａｔｔｈｅｂｅｇｉｎｎｉｎｇｏｆｔｗｅｎｔｙｃｅｎｔｕｒｙ[1 ] .Ｉｎ 1 971 ,Ｅｓｓｅｒｙｅｔａｌ.[2 ] ｃｏｎｄｕｃｔｅｄａｍｏｄｅｌｔｅｓｔｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆ