潜艇含指挥台附体区域周围粘性流场的多块耦合计算

本文将作者先期发展的复杂流动场多块耦合计算方法对潜艇含指挥台附体区域周围粘性流场进行了计算，对由于指挥台而造成的潜后体不均匀流场作了较成功的数值模拟，为潜艇后体流场及尾流场的试验研究和理论计算打下了良好的基础。     

高浓度固液混合流的湍流模型

建立了高浓度固液混合流的湍流模型，分析了混合流的应力（包括颗粒碰撞应力、粘性应力、湍流应力及Ｃｏｕｌｏｍｂｉｃ摩擦应力）。根据高浓度混合流中颗粒的受力，得出了颗粒运动的力平衡方程。由于引入颗粒碰撞应力和Ｃｏｕｌｏｍｂｉｃ摩擦应力，本模型较其它模型更适合具有高浓度和大颗粒的流场。利用本模型模拟的高浓度含沙水流在水平管道中的流动特性，其数值结果与前人所做的实验结果较一致。     

高浓度固液混合流的湍流模型

建立了高浓度固液混合流的湍流模型，分析了混合流的应力（包括颗粒碰撞应力、粘性应力、湍流应力及Ｃｏｕｌｏｍｂｉｃ摩擦应力）。根据高浓度混合流中颗粒的受力，得出子颗粒运动的力平衡方程。由于引入颗粒碰撞应力和Ｃｏｕｌｏｍｂｉｃ摩擦应力，本模型较其它模型更适合具有高浓度和大颗粒的流场。利用本模型模拟的高浓度含沙水流在水平管道中的流动特性，其数值结果与前人所做的实验结果较一致。     

均匀流中横向振荡圆柱绕流场的数值分析

针对工程中关心的振荡圆柱绕流问题，采用同位网格系统中的SIMPLE算法求解N-S方程，以及动网格技术模拟圆柱的运动边界。对均匀来流中的横向振荡圆柱绕流场进行数值模拟，计算了振荡圆柱升力系数、阻力系数随时间的变化曲线，以及不同相位时的流线矢量图和涡量等值线分布图。为验证模型的可靠性，对静水中的振荡圆柱流场进行模拟。与实验及数值计算结果吻合较好。     

船舶粘性流动计算中湍流模式应用的比较

针对六种不同的湍流模型，本文数值模拟了油轮SR196A的粘性绕流场，计算得到的阻力系数和桨盘面处流场和试验结果进行了比较。结果表明，SSTκ-ω模型和试验结果符合较好，是目前硬件条件下比较适合船舶粘性流场数值计算的一种湍流模式，本文结果可以为复杂船型粘性流场计算中湍流模式的选取提供参考意见。     

《水动力学研究与进展》A辑第18卷(2003年)总目次

第 1期学术论文含运动杆及接箍的管流流动的数值模拟研究马亮　聂建军 (　 1)……………………………………………………………弹性多孔介质粘土膨胀和微粒运移的数学模拟方法鞠斌山　马明学　邱晓燕 (　 8)………………………………………求解二维浅水流动方程的Godunov格式潘存鸿　林炳尧　毛献忠 ( 16)……………………………………………………静止浅水环境中二维铅垂掺气射流的试验研究槐文信　那宇彤　童汉毅　李爱华　黄纪忠　杨中华 ( 2 4)……………核电厂重水池内自由液面之全非线性运动模拟李宗翰 ( 2 9)………………………………     

均匀来流中振动圆柱层迹涡结构的数值研究

本文从涡量流函数形式的Ｎ－Ｓ方程出发，对于不同的振动频率，振幅首次数值研究了均匀来流中沿任意方向振动的圆柱粘性绕流的涡脱泻现象。文中着重探讨了近迹复杂的涡结构及其非定常演经过程，不仅能够再现实验研究中所发现的一些重要的流动现象，同时还进一步预示了某些新的流场结构，使数值计算起到与实验研究相辅相成的作用。     

轴流泵直管式出水流道内流场数值模拟及PIV测试

为了研究轴流泵装置直管式出水流道结构变化段内部流动特性,采用数值模拟结合PIV流场测试技术,分析了不同工况下直管式出水流道结构变化段进出口面的速度环量,以及特征截面的速度及流线的变化规律;定量分析了不同工况下,直管式出水流道进口面各监测点的速度脉动时域及频谱特征。结果表明:直管式出水流道结构变化段的流量比与流道进口面平均速度环量,均随流量的增加呈先减小后增大的趋势。从出水流道结构变化段出口面平均速度环量分析,中隔墩对出水流道内流场的调整效果随工况的不同而有明显差异。不同工况下出水流道进口面各监测点的速度脉动主频均为0.5倍转频。数值计算和PIV流场测试获得的直管式出水流道内部测试区的流线及速度云图的整体趋势相同。     

FLUENT软件在圆柱绕流模拟中的应用

使用计算流体力学软件FLUENT，模拟均匀来流绕固定圆柱的流动，模拟雷诺数为20，40，100时的绕流流动，得到流场的流函数等值线图和速度矢量图。计算结果表明：当雷诺数增加时，流动表现出一系列不同的构造。在雷诺数约为40前后流场有明显变化。小于这个数时，存在一对位置固定的旋涡。大于40时，流场开始变得不稳定，旋涡扩大、脱落、又生成，逐渐发展成两排周期性摆动和交错的旋涡。并与实验及数值模拟结果比较，确认FLUENT能够很好地预测流动结构。     

大体积非杆系混凝土承载板的配筋

以实际工程为背景,采用模拟施工法和叠合梁法计算大体积非杆系混凝土承载板的应力,讨论两种方法所得结果的区别及不同弹性模量随时间变化的计算公式对计算结果的影响,再按应力图形法进行承载力配筋,并采用钢筋混凝土有限元法进行裂缝验算。计算结果表明:采用模拟施工法计算时,不同弹性模量随时间变化的计算公式对最大主拉应力与关键截面的主拉应力影响不大;虽然模拟施工法得到的拉应力最大值大于叠合梁法,但两者所得应力分布规律相同,关键截面的主拉应力和承载力所需的配筋量相近;按应力图形法所配钢筋能满足裂缝宽度的要求;大体积非杆系混凝土承载板的配筋设计可采用简单的叠合梁法计算应力分布,按应力图形法配筋,除特别重要的结构外一般可不用钢筋混凝土有限元法进行裂缝宽度计算。     

穿黄隧洞内衬预应力混凝土强度有限元计算分析

为验证穿黄隧洞内衬预应力混凝土强度,根据穿黄隧洞双层复合衬砌结构的特点与作用模式,在考虑钢绞线与孔道摩擦、锚具变形及钢筋内缩等引起预应力损失的前提下,采用三维非线性有限元模型对内衬预应力混凝土强度进行了分析与验证。通过计算得出有效预应力在钢绞线上的分布情况,以及分别在张拉工况与设计水头工况下内衬混凝土的内外表面环向应力和平均环向应力的分布规律。计算结果表明:张拉过程中的预应力损失较为严重,需要在施工过程中严格控制张拉应力以及其他引起预应力损失的影响因素,以保证张拉后有效预应力满足强度要求;穿黄隧洞内衬混凝土在两种工况下均实现全截面受压,应力分布满足设计要求,可保证穿黄隧洞的长期有效运行;模拟计算结果的应力参数值与1∶1仿真模型试验值吻合良好,变化规律与关键参数均基本一致。     

基于三参数强度准则的煤矿立井井壁流固耦合理论分析

将煤矿立井混凝土井壁视为多孔介质,考虑地下水渗流作用的影响,应用三参数强度准则和弹塑性力学理论,推导出了立井混凝土井壁弹性区和塑性区应力的解析表达式,以及井壁承受的地下水压力P0与塑性区半径rp之间的解析表达式。计算结果表明:当不考虑渗流作用时,井壁的极限承载力最大,井壁的环向压应力σθ是混凝土立方体单轴抗压强度的2.7倍左右;考虑渗流作用时,井壁所能承受的极限水压力Pc随混凝土孔隙率β增加而逐渐减小,当β=0.2时,井壁的环向压应力σθ是混凝土单轴抗压强度的2.4倍左右,故渗流作用对井壁应力分布影响很大;随着地下水压力的增大,处于弹性区的井壁混凝土径向压应力σr和环向压应力σθ逐渐增加,而当地下水压力增加,达到塑性半径所对应的极限荷载后,该位置的井壁混凝土径向和环向应力则保持不变。该成果为立井井壁结构设计提供了一定的理论参考。     

聚焦波浪与直立圆柱作用的数值模拟

基于Fluent平台建立了可用于波浪传播模拟的数值计算水槽,利用不同波浪参数的线性规则波模拟分析了网格尺度L/Δx对产生波浪质量的影响,确定数值水槽的网格划分尺度,并验证了阻尼消波的有效性。在此基础上,用模拟频谱的方法对聚焦波浪的传播进行了数值模拟,通过数值模拟与物理试验不同位置处的聚焦波波面和聚焦点下水质点速度时间过程线对比,验证了模拟频谱方法数值计算的有效性。进一步对聚焦波浪与直立圆柱的作用进行了数值模拟,数值模拟聚焦波面过程、聚焦波浪水质点速度、圆柱周围波浪波动过程、圆柱上所受的波压力等,并与试验结果进行了对比,数值计算结果与试验结果吻合很好,验证了所建立的数值水槽的有效性。对聚焦波波面和压力特征值进行了误差分析,并分析了误差的产生原因,为进一步研究聚焦波浪与工程结构物的作用奠定基础。     

Evaluation of the Loading of Pipeline Welds in Terms of Residual Strain of the Pipes

The design hoop strain of a pipe loaded by internal pressure and bending moment under creep is determined. It is shown that the mean strain measured from two mutually perpendicular diameters coincides with the mean hoop strain over the perimeter of the cross section of the pipe. The obtained dependence of the strain on the bending moment is compared with experimental data. It is recommended to use standard measurements of creep for selection check of welded joints by ranking them according to the degree of loading.     

论某水电站机组定子线圈端箍固定与调整

本文主要论述了某水电站机组定子线圈端箍固定与调整的两种方案,并通过对两种方案进行比较,详细列出了各方案的可行性、可靠性及安装效率,为水电站定子线圈端箍固定与调整工作提供了一种新思路。     

MODELING SPATIAL AND TEMPORAL VARIATION OF A POLLUTANT IN WATER ENVIRONMENT USING THE CUBIC SPLINE SCHEME

1. INTRODUCTION Chemicals applied on farmland are frequently transported into the aquatic environment by overland flow, consequently resulting in a significant impact on the ambient water quality. The degree of environmental pollution and the fate of surface applied solid pollutants deal with the hydraulic behavior of overland flow and the characteristics of pollutants in runoff flow. During the past several decades, considerable effort has been spent in developing numerical schemesto simu…     

基于时域格林函数的有航速船舶与波浪相互作用的数值模拟

基于深水时域格林函数的数值处理方法及开发的计算程序,采用三维时域数值模拟方法,在线性势流理论框架内对深海波浪中航行船舶的辐射问题和绕射问题进行了求解,研究探讨了航行船舶与波浪相互作用问题.研究中对不同航行速度的Wigley型船水动力系数和波浪力进行了数值计算,通过与试验及文献计算结果的比较,验证了三维时域数值计算程序的有效性.     

WEAKLY SWIRLING TURBULENT FLOW IN TURBID WATER HYDRAULIC SEPARATION DEVICE

This article deals with the characteristics of weakly swirling turbulent flow field in a Turbid Water Hydraulic Separation Device （TWHSD） through experimental and numerical researches. The flow field was measured by PIV, which provided streamlines, vortex structure, vorticity and velocity distribution in different test planes in the TWHSD. On the basis of the experimental results, the tangential and radial velocity distributions of the swirling flow field were obtained. Meanwhile, the numerical simulations were conducted with the RNG κ-ε and RSM turbulence models, respectively. According to the experimental and numerical results, the characteristics of the clear water flow field inside the TWHSD were determined. In view of simulation accuracy and time consumption, it is suggested to apply the RNG κ-ε model instead of the RSM model, which is more time consuming, to make further study on two-phases flow fields in the device.     

NUMERICAL SIMULATION FOR CONTAMINANTS AND WATER TRANSPORT IN SOILS

ＮＵＭＥＲＩＣＡＬ　ＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮ　ＦＯＲ　ＣＯＮＴＡＭＩＮＡＮＴＳ　ＡＮＤ　ＷＡＴＥＲ　ＴＲＡＮＳＰＯＲＴ　ＩＮ　ＳＯＩＬＳＭＥＲＩＣＡＬＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＦＯＲＣＯＮＴＡＭＩＮＡＮＴＳＡＮＤＷＡＴＥＲＴＲＡＮＳＰＯＲＴＩＮＳＯＩＬＳ￥Ｗａ...     

COMPUTATIONAL RESEARCH ON WAVE MAKING OF MOVING WIGLEY HULL IN TIME DOMAIN

Based on Green＇s theorem, a time domain numerical model was constructed to simulate wave making phenomenon caused by a moving ship. In this article, the Rankine sources and dipoles were placed on boundary surfaces （i.e., the ship surface and free surface）, and a time-stepping scheme was employed. Its unique characteristic is that steady state can be realized from initial value by employing the time-stepping scheme and unsteady free surface conditions. In time domain, if the results of unsteady flow problem tend to data stabilization after many time steps of computation, they could be regarded as the data of steady ones. This model could be employed to steady or unsteady problems. Theoretical reasoning and computational process of this method was described in detail The linear and nonlinear boundary conditions on body surface were studied, and the relative means to realize these boundary conditions in iterative computation were also discussed. Some proper parameters about the model of the Wigley hull were determined by many numerical tests, and their influences on wave making resistance and wave pattern were discussed. According to the comparison between numerical results and data available in relative references, the method used in this work is proven to be a reliable method in time domain. And the lattice reorganization in every time step computation is a feasible numerical approach.