平底光面明渠中紊流猝发的特性研究

在保持循环水槽底部平整和表面光滑仅改变流速的条件下进行了系统的实验研究 ,重点研究了雷诺数ReR 对紊流猝发的形态和特性的影响。采用流场综合分析法将流动显示与计算机图像处理相结合 ,与常用的点流速条件检测猝发现象相比有了明显改进 ,有利于加深对明渠紊流猝发的认识。PIV激光片光源频闪技术拍摄的猝发系列照片生动展示了明渠紊流流场的猝发特性 ,可用于直接分析 ;再经过计算机图像处理后可绘制流速矢量场图并进行相关计算分析。试验表明猝发喷射角约为 4 0°～ 6 0°,雷诺数ReR 增大会使喷射角略有增加 ;猝发喷射高度约可达到边界层名义厚度的 1/4～ 1/3高度。雷诺数ReR 增大明显增加了多头群体喷射现象 ,无量纲猝发周期加大 ,喷射尺度和清扫尺度也有增大趋势。对试验的分析表明雷诺数ReR 对明渠中紊流猝发的特性有重要影响 ,增大ReR 使得流态加剧向紊动转变     

植物密度对明渠紊流拟序结构的影响研究

河道中淹没植物顶部附近的大尺度涡结构,影响着水体中的动量和物质交换,从而导致泥沙和污染物输移发生变化.基于淹没刚性植物条件下的水槽试验,利用粒子图像测速技术(PIV)对五种植物密度条件下的流场进行测量,分别用象限分析法和伽利略分解法,研究密度对植物顶部附近的猝发及KH涡垂向几何尺度的影响.研究表明:在试验条件下,植物密...     

表面糙率与明渠紊流猝发现象

采用流场综合分析法将流动显示与计算机图像处理相结合，在不同表面糙率的条件下重点研究紊流的猝发形态和特性.研究表明，表面粗糙度对明渠紊流拟序结构的特征有重要影响.猝发喷射角约为35～75度，随表面粗糙雷诺数增加趋于增大；喷射高度可达1/8水深；喷射尺度和清扫尺度均有随雷诺数增大的趋势.增大粗糙雷诺数明显增加了多头群体喷射现象，以致形成“喷射垫层”，清扫须在床面附近逐步深入推进；由于大雷诺数增加了群喷延续时间及清扫与喷射相持时间，无量纲猝发周期明显加大.分析还表明，在喷射迸发区域水体动能和紊流耗散率较床面附近提高了数倍.     

矩形明渠三维紊流的数值模拟

在明渠三维流动中，紊流产生的二次流起关键作用，它对主流流场分布，壁面应力及污染物的扩散有很大影响，有时还影响床面的稳定，Ｋ－ε紊流模型及类似的双方程模型不能计算这种二次流动。本文将非线性Ｋ－ε紊流模型用于明渠三维紊流的计算，模型用张量形式推出，比代数应力模型更易推广到复杂边界流动，应用这一模型及另两种代数应力模型对矩形明渠流动进行计算，所得结果，尤其是表述紊流特征的量，与实测资料进行了详细比较，并     

复式断面明渠三维紊流的数值模拟

本文采用非线性ｋ－ε紊流模型和Ｎａｏｔ－Ｒｏｄｉ代数应力模型（Ｎ－Ｒ模型）模拟复式断面明渠三维紊流。非线性ｋ－ε模型用张量形式推出，适用于边界形状复杂的流动，而Ｎ－Ｒ模型采用一种补充关系式反映计算点与界面距离对雷诺应力的影响，能较好地反映界面的作用。对一个复式断面明渠实例进行计算，给出了流速场（包括主流、二次流），壁面剪切力和雷诺应力分布，并与实验结果进行详细比较，还研究了浅滩粗糙壁面时的流动，除     

基于FLUENT的小尺度粗糙明渠紊流数值模拟

采用计算流体动力学软件FLUENT 对一小尺度粗糙明渠紊流进行数值模拟研究,得到了不同水深的垂向流速分布、壁面切应力以及摩阻流速值,并将数值计算结果与物理模型实验结果作了比较,发现两者符合得较好,从而验证了FLUENT 用于计算小尺度粗糙明渠紊流的有效性.由于计算机性能的限制,无法得到粘性底层和过渡层的"真实"流速分布,有待今后进一步研究.     

基于FLUENT的明渠紊流边界层数值模拟

利用FLUENT软件对不同宽深比的光滑壁面明渠紊流边界层进行了数值模拟,主要包括断面主流速、紊动能、壁面切应力及摩阻流速.迭代计算结果表明,FLUENT软件在计算过程中收敛速度快、稳定性好,可以从定性与定量角度真实地反映流场分布状况.     

植物条件下明渠紊流KH涡相关问题研究进展

植物是生态功能完备的河流的重要特征,淹没植物条件下产生的特殊紊流拟序结构——KH涡,对水-沙-污染物运动具有直接影响。从KH涡的发现、形成条件、特征参数(形态特征参数和运动周期)三方面,回顾了国内外植物条件下明渠紊流KH涡相关问题的研究进展,总结了植物密度和淹没度对KH涡的影响规律,提出结合紊流不稳定性理论、紊流拟序结构分析方法、流动显示、图像技术来研究KH涡的形成条件(临界密度或临界淹没度)、沿程发展过程、影响因素(如植物密度、刚度、几何形态、淹没度、水流强度)的具体影响,是下一步需要探索的关键。     

明渠渐变流水面曲线实验研究

通过对代表性水面曲线的实验研究表明,逐段差分法计算结果与实测的水面曲线较为吻合,因此在实践中运用逐段差分法计算水面曲线是合理的。对差分步长、流量、粗糙系数、底坡取值对差分计算结果的影响进行了灵敏度分析,结果表明：减小差分步长可提高差分计算结果精度,但计算量也会相对增大;流量的改变对差分计算结果基本无影响;粗糙系数与底坡的改变对差分计算结果有一定影响,但影响不显著。     

天然明渠减速流超大尺度湍流结构特性初步研究

为探究天然明渠减速流中超大尺度湍流结构特性,使用声学多普勒剖面流速仪(ADCP)和声学多普勒流速仪(ADV)对重庆河段开展了单条垂线以及水面区域固定点的三维瞬时流速测量,对紊动强度、超大尺度湍流结构波长以及湍动能占比等进行了分析。初步结果显示:在天然明渠减速流中仍然存在超大尺度湍流结构,其纵向尺度在沿水深方向上表现为先增大后减小的变化趋势;减速流中超大尺度湍流结构能够在水面区域维持自身结构且携带着大部分的湍动能。     

水利工程沉井地基处理案例分析

苏州工业园区木沉港泵闸及水立交工程,在娄江河下部采用水立交的方式布设一个引清通道,在娄江河南北两侧布设始发井和接收井二个沉井。文章通过对沉井天然地基进行承载力验算,得出了需要对地基进行处理、采用砂垫层的施工方案。本工程案例可为其他类似工程提供参考,从而起到保证工程质量和安全,杜绝安全事故的作用。     

梯形复式断面引水明渠流场特征试验研究

本文以河南水厂泵站引水工程为例,对待验证的梯形复式断面引水明渠流场特征进行模拟分析。结果表明:相比于工况1、工况2,工况3下的水流紊动特征最弱,明渠对口门区的冲击及破坏力也最小,对保障工程正常运行有利。     

水电水利工程的污水处理研究

污水处理工程是水电环保设计的主要内容之一。本文根据工作的实践经验及对国内环保市场的调研,主要针对水电水利工程的污水处理工艺及处理设备进行分析研究,提出了水电水利工程污水处理的一些观点。     

标准棱柱体明渠中的测水量水方法

通过对三面采用混凝土护砌的标准棱柱体明渠实测资料的分析,建立水深糙率曲线,并根据建立的水深糙率曲线计算灌溉水量,并对计算精度进行了分析.有了糙率曲线数学模型,计算灌溉流量或水量时,可减少工程技术人员的劳动强度,同时也为灌区调水配水和节水灌溉提供了科学依据.     

基于Internet的水利工程自动化系统研究

本文探讨了在水利工程自动化系统的研究过程中,应用Internet技术的重要性,对于在Internet技术的基础上进行自动化监控系统结构设计进行了相应的探讨,包括应用网络技术可以实现的远程监控、数据采集处理、故障会诊等功能,讨论了相关的网络数据库和数据传输处理技术,并提出网络远程监控系统可能存在的问题及相应的解决措施。     

加快云溪区工程水利向资源水利的转变

随着国家对岳阳市云溪区水利工程大规模阶段性投入的结束，要实现云溪区水利的可持续发展，从工程水利向资源水利转变是水利发展的必然趋势。     

悬移质对明渠水流紊动强度之影响的量级分析

本文从两相流基本方程出发应用量级分析的方法分析了悬移质对明渠均匀流紊动强度的影响。在假设液固两相脉动同步的前提下,结果表明低浓度的细颗粒悬移质起到减弱紊动强度的作用,且该制紊作用随参数Z=(ρ_s—ρ)/ρ((ωs_v)/(uJ))增大而增强,当Z的量级为10°以上时将很显著。     

入汇角为30°时交汇区水流结构试验研究

 通过水槽试验，应用声速多普勒测速仪（ADV），研究了入汇角为30°时，支流斜接主流交汇区及其附近的三维水流结构，获得了不同主支汇流比下的三维流场及其脉动特性。试验表明：在交汇区三维流场中，产生了回流分离区，其中并伴随环流结构，大大改变了单一明渠中的流速分布及脉动特性。在入汇口下游主流右侧（入汇口一侧）水流脉动强度在z/h＝0.2处易出现极大值，其形成机理还有待验证。