有压输水系统中用射流冲沙的系列模型试验研究

射流冲沙是解决有压输水系统中局部泥沙淤积问题的一种方法，为确定射流冲沙的主要参数和冲沙效果，进行了几何比尺分别为1∶25及1∶12.5的系列泥沙模型试验。通过试验发现冲沙效果和射流动能ρQV2有关，且通过系列比尺模型试验，得出射流冲沙的临界判别条件是保持动能为某一临界值，通过进一步分析还得出射流能量中能转化为水流紊动能量的百分比。通过算例给出了有压输水系统中计算射流冲沙参数的方法。     

空气射流动力学特征与冲沙作用试验研究

针对空气射流冲沙方法目前相关理论研究还不够深入的现状,利用水下排气冲击细颗粒床沙,对空气射流的动力学特征与冲沙作用进行水槽试验。在空气射流清水试验中,总结归纳了羽流发展的4个阶段,通过正交试验信噪比分析发现气压是羽流下切长度的主要影响因素,局部紊动强度随空气射流压强的增大而增大,且沿横向迅速衰减。在气动冲沙浑水试验中,总结归纳了冲沙坑的3个发展阶段,通过正交试验信噪比分析确定了影响冲沙效果的显著因素,并利用方差分析建立冲沙效果回归方程,预测值与实测值对比结果表明该方程预测效果较好。     

三峡工程引航道冲沙流量的合理规模

本文系统地比较了三峡工程与葛洲坝工程的具体条件，结合泥沙实体模型和数学模型的研究成果，提出了三峡引航道冲沙流量的合理规模。三峡工程可以用较葛洲坝工程规模小的“小流量冲沙”措施实现“动水冲沙”。通常条件下，将引航道冲沙设施的规模控制在４０００ｍ＾３／ｓ的范围以内，就可以达到很好的冲沙效果；     

水库冲沙

由于修建新坝会遇到很多困难，用冲走水库淤积泥沙来维持水库使用寿命的做法已起来越受到重视，回顾了水库冲沙现状，并强调了需要对水库冲沙规划进行风险分析。     

悬浮泥沙沿程淤积

研究床沙不起悬但存在紊动条件下的悬浮泥沙沿程淤积,这种淤积常发生在水库、沉沙池等较深水体中。研究发现试验水槽中悬浮泥沙淤积依沿程可划分为三个区段:射流区、悬沙超饱和区、悬沙缓淤区,三个区段的悬沙浓度剖面与淤积量沿程变化有显著不同,在分析沿程淤积公式时应采用悬沙超饱和区的试验数据。本文从理论与试验资料角度,详细讨论悬沙沿程淤积的公式,并建议采用JobsonandSayre(1970)提出的公式计算悬浮泥沙沿程淤积。     

闸前射流冲淤设计方法

闸前淤积是水闸运行中普遍存在的问题,通过吉林省下岱吉电灌站闸前射流冲淤的设计实例,说明依据泥沙运动理论和射流理论来计算闸前冲淤装置是可行的。主要探讨了泥沙的起动速度、射流模型、射流初速、射流宽度、边缘速度的确定方法。对喷嘴直径、一个喷嘴的射流宽度、应设置的喷嘴个数、喷嘴长度、泵的扬程及流量均进行了计算和探讨。     

三峡工程上引航道低水位冲沙方案研究——水库不恒定流分析

本文利用一维不平衡输沙及不恒定流数学模型，针对三峡水库１－１３０年的各种淤积状态，研究了坝前水位降低２ｍ冲沙所引起的水库泄水和充水的不恒定流。文中首先给出了三峡水库１－１３０年淤积的计算结果。淤积成果与前人的研究成果基本一致。在此基础上分别给出了不同淤积年份中，坝前水位降低２ｍ冲沙和恢复正常水位需要的时间、排水量、下泄洪水过程、水库沿岸水位变幅以及对三峡发电水头的影响。研究表明三峡采取降低水位冲沙     

水库冲沙

由于修建新坝会遇到很多困难 ,用冲走水库淤积泥沙来维持水库使用寿命的做法已越来越受到重视。回顾了水库冲沙现状 ,并强调了需要对水库冲沙规划进行风险分析     

水库泥沙淤积问题研究

由于我国有许多河流是含沙量高、输沙量大的多泥沙河流,水库泥沙淤积问题异常严重.所以对水库泥沙淤积的研究具有重要的现实意义.本文重点从水库泥沙淤积的形态、水库泥沙淤积的过程、水库泥沙淤积的危害及其处理措施四个方面作较全面的分析和探讨.     

山西省中部引黄工程泥沙淤积及冲沙研究

以山西中部引黄工程为研究对象,利用常观资料和工程试验资料,分析了工程中存在的泥沙问题,查明了泥沙的主要来源和时间段,河流的自我调节能力,获取了泥沙级配曲线等基础数据。根据水库淤积和冲淤的调控资料,总结了水库在汛期和非汛期的库容自我调控能力。在此基础上,针对泥沙问题、取水问题提出了针对性的工程措施,并作了专门的冲淤设计。     

高速淹没冲击射流的压强特性

在试验室中研究了高速淹没射流对挡板的冲击压强特性。射流出流速度为10．36m／s～53．86m／s、厚度为3cm。测得最大时均冲击压强沿射流流程的变化规律以及挡板上的时均冲击压强的分布特性及扩散宽度。试验结果表明：在高流速范围内,挡板上的最大时均无量纲冲击压强与无量纲射流流程的平方根之间存在良好的直线关系。当射流流程大于80倍出流厚度时,淹没射流产生的冲击压强可以忽略。挡板上的时均压强分布存在较好的自模性,近似符合高斯分布。最后给出了挡板冲击区宽度的定量描述。     

圆管螺旋流输沙特性试验研究

螺旋流的流速分布有着与普通平直流不同的特点 ;运用圆管螺旋流的特性可以在管道中实现高浓度 ,远距离的泥沙输送。本文在试验的基础上对螺旋管流中的流速分布、泥沙的起动、起旋以及输沙等特性进行了研究 ,同时进行了理论分析 ,探讨了螺旋流高浓度输沙的可能性。     

动水环境中有限宽窄缝湍射流的水力特性研究

本文采用粒子图像测速(PIV)系统，在分析了水中粒子跟随性的基础上，对动水环境中多种喷口长度和流速比情况下的有限宽窄缝湍射流近区流场进行测试，并结合数值模拟结果分析讨论了动水环境中有限宽窄缝湍射流的近场三维流动特性。在实验观测的流速比范围内，射流势流核长度随着流速比的增加而增大并逐渐趋近于平面自由湍射流的势流核长度，雷诺数对射流的发展轨迹影响很小，射流发展主要由流速比控制。同时，给出了射流背流面逆流区长度与流速比、喷口形状因子之间的关系。     

正冲击射流脉动壁压的正交分解与低阶近似

为更好地了解冲击射流脉动壁压的统计特性,通过实验对其脉动壁压强度与频谱特性进行了研究,并对冲击射流脉动壁压时序信号的正交分解与低阶近似进行了探讨。根据实验结果得到了脉动壁压强度的拟合公式,其壁压表现为窄带低频过程。     

射流冲刷平衡深度研究

本文通过水槽实验和理论分析,研究了在水流速度低、泥沙易淤积的区域引入平面冲击射流对消除泥沙淤积的影响。实验观测了射流局部达到冲刷平衡时,最大冲刷深度随射流喷口高度、喷口宽度、喷口流速、横流流速及泥沙特性变化的规律。由泥沙起动理论和平面射流运动规律,建立了射流冲刷平衡深度计算式。用不同性质的泥沙和采用不同射流喷口宽度、不同喷口高度的射流冲刷实验资料对建立的计算公式进行了验证,计算结果与实验资料吻合良好。     

倾斜水射流冲击移动平板的流动分析

该文采用雷诺应力湍流模型(RSM)和Simplec算法对倾斜冲击淹没射流下移动平板表面的流动特性进行数值分析,得到了不同入口雷诺数、入射角度和不同平板移动速度下平板表面流场的流函数分布和平板近壁面湍动能分布。研究结果表明,斜射流下冲击点下坡侧产生了旋涡区,此旋涡随板速的提高而被压缩,其中心逐渐向射流中心区靠近。此外,相同条件下滞止点处的近壁湍动能最大,湍动能峰值位置随平板的移动而同向移动,并随入射角的降低而远离射流的几何中心。     

挟沙水流紊动结构

挟沙水流的紊动结构是十分复杂的研究课题。本文中首先综述了有关清水水流的紊动结构中有代表性的几种研究途径及其存在的问题，进而对挟沙水流的紊动结构进行了综合评述。     

开孔促淤板周围水流紊动特性试验研究

为深入了解开孔促淤板周围的水流特性,通过室内概化水槽试验分析了开孔促淤板前后的水流紊动特性,采用声学多普勒流速仪(ADV)测量了开孔促淤板前后典型断面上的三维瞬时流速,分析了典型断面上的时均流速、紊动强度、雷诺切应力和紊动能的分布规律。试验结果表明:板后近板区出现回流区,且回流区与开孔促淤板格栅位置相对应;板后水流相对紊动强度、雷诺切应力及相对紊动能明显大于板前,开孔促淤板对板后近板区水流影响较大;随着与开孔促淤板距离的增大,回流现象消失,流速变化趋于稳定,水流相对紊动强度减小且最终趋于稳定,相对紊动能出现折减且折减率逐渐降低;靠近近板区xOy面雷诺切应力大于yOz面雷诺切应力,靠近下游xOy面雷诺切应力与yOz面雷诺切应力相差较小。     

往复流作用下悬移质泥沙运动规律的数值研究

本文从水沙两相紊流的双流体数学模型出发,采用直接数值计算的方法,研究了海床面附近边界层内往复流对悬移质泥沙运动的影响。研究方法的有效性通过典型问题的流速分布、紊动能量分布以及泥沙浓度分布的计算结果和实验观测结果的比较得到了良好的验证。本研究还探讨了往复流条件下各类相间作用力的时空变化规律及其对悬移质泥沙运动的影响。