常用模型沙及其特性综述

通过回顾模型沙研究的过程，分析泥沙模型试验中因模型沙而引起的有关问题，评述常用的几种模型沙的物理力学特性和适用性，介绍模型沙研究的现状。     

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。     

模型沙容重和流变及沉降特性的试验研究

目前河工泥沙模型试验中常采用的模型沙主要有电木粉、塑料沙、煤粉、煤灰等，通过对这几种模型沙的容重、流变及沉降特性进行试验研究和总结，其主要结论是：模型沙的重率是比较稳定的，但其干容重随时间的延长而逐渐增大，并趋于一稳定值；模型沙浑水一般皆属于牛顿体或宾汉体单颗粒模型沙沉速服从斯托克斯定律和武汉水利电力学院公式，而群体沉速仍用一般规律进行描述。     

模型沙起动流速公式的研究

对现有泥沙起动公式的分析表明细颗粒泥沙起动流速大于试验值，本文利用大量的模型沙起动流速试验资料，对不同材质、粒径的各种模型沙，建立了起动流速的通用计算公式，该式与试验资料吻合良好。通过研究模型沙的起动状态与起动流速的变化规律，指出模型沙个别起动、少量动、普遍动对应的起动流速间具有线性关系，进而给出了模型沙不同状态的起动流速计算公式。     

对黄河大型实体模型模型沙选择的初步认识

为保证模型与原型泥沙运动相似及河床变形相似，对黄河大型实体模型模型沙选择的方法进行了分析。结果认为：①特别轻的模型沙（容重小于1．4t／m^3）不宜作为黄河实体模型的模型沙；②容重比粉煤灰更重的模型沙（如天然沙、陶粉、滑石粉、渠道淤泥等）不适合黄河下游实体模型采用；③若继续使用郑州热电厂粉煤灰作为模型沙，极细颗粒的适配问题将是下一步研究的关键；④造价较高的BZY、PS、电木粉及合成塑料沙不宜选用。初步建议除了对粉煤灰极细颗粒进行深入研究外，还要进一步寻找并研究开发能够满足黄河长模型要求的、成本低廉的新型的模型沙。     

粉煤灰模型沙的试验研究

 泥沙模型应正确复演原型河道演变特点和规律，模型沙的选择是起关键作用的。为此，通过室内土力学试验、物理化学性能分析、玻璃水槽试验和泥沙模型验证试验结合理论分析等方法，对粉煤灰模型沙进行了试验研究，取得了以下主要成果和结论。(1)采用光学显微镜和电镜观察成果分析了粉煤灰的细观结构和理化特性，明确了d＞0.076 mm的粉煤灰分散性较好；(2)用定量数值对比了粉煤灰干重度及土力学特性变化规律与天然泥沙的差异，阐述了选用凝聚力较低的粉煤灰粒径组作模型沙的机理；(3)粒径为0.027～0.11 mm的粉煤灰模型沙的干重度和起动流速随时间增加有限，不致引起模型沙明显的板结和起动相似偏离；(4)南水北调中线穿黄泥沙模型验证试验表明，粉煤灰模型沙能够较好地满足模型试验要求，模型挟沙水流物理特性和运动规律与原型相似；(5)采取控制干重度使模型沙不发生板结现象的方法，可解决类似模型试验问题。     

沥青沙特性试验研究及应用

新型轻质模型沙—沥青沙已成功用于长江口深水航道工程泥沙模型。本文通过试验，研究了沥青沙的沉降速度和起动流速，提出了沥青沙起动流速经验计算式和其适用的沉速计算公式。     

新型BZY模型沙的研制及其特性试验研究

本文作者在以往研究和实践的基础上，研制了一种新型BZY模型沙，并对该种沙的干容重、起动流速、糙率、沉速、水下休止角等特性进行了试验研究。结果表明：BZY模型沙与其它模型沙相比，具有容重可调、粒径范围广、颗粒形态同于天然沙、物化性质稳定等等优点，具有较大的开发研究和推广应用价值，其中某些问题仍需进一步探索。     

模型沙性质研究现状综述

 从模型沙几何形状、静水和动水环境下的性质及模型沙的适用性，讨论了模型沙性质研究现状。该课题的研究是有理论和实际意义的，目前的研究还停留在满足生产需要的水平上，今后需要继续加强。     

悬沙淤积问题的湍流液-固两相流动的数值模拟

本文从湍流两相流动基本理论出发，建立了挟沙水流的湍流液-固两相流动的时均方程组和封闭模型.结合实际工程建立了定常悬沙淤积的二维水深平均的全场模型以及准三维模型.数值预报与潮汐水流物模试验比较表明：二维水深平均的全场模型模拟所得回流区内旋涡外缘的悬沙淤积量大于涡心处的悬沙淤积量，这一数值预报结果与物模试验结果不符，说明二维水深平均全场模型不适宜于预报悬沙淤积；准三维模型模拟所得回流区涡心处的悬沙淤积量大于旋涡外缘处悬沙淤积量而且回流区中的悬沙淤积厚度的数值预报结果与物模试验结果比较接近，这说明准三维模型用来预报回流区的悬沙淤积是可行的.