粗颗粒高浓度流体管道流动浓度分布研究

通过分析浆体中粗颗粒固体粒子垂直于流动方向上力的平衡关系,给出了粗颗粒浆体浓度分布模型。在分析相关研究成果的基础上,给出了模型中固体颗粒扩散系数的计算方法。通过三种粗砂颗粒高浓度管道流动试验,测定水平管道和倾斜管道不同条件下若干组浓度分布的一些试验数据。采用提出的模型,预测了粗颗粒高浓度分布值,并对浓度分布的实测值和计算结果进行了对比分析,给出了偏差的原因。     

水石流的输沙浓度与流动速度

自然界水石流以粗颗粒为主体 ,仍有一部分作悬移运动的细颗粒存在 ,这种情况下 ,水石流输沙浓度不仅与沟道纵坡有关 ,还与细颗粒含量有关。研究表明 ,水石流中细颗粒的存在 ,其输沙浓度比相同纵坡下没有细颗粒时有很大提高。由于水石流中细颗粒所占比重小 ,故其液相流速可以通过对一般水流流速公式的阻力因子进行修正获得。水石流的流速随其浓度增加而减少 ,在相同浓度下 ,水石流流速还因细颗粒含量大小而变化 ,在浓度较低时 (Sv <0 4 5 )影响还不明显 ,在浓度较高时 (Sv>0 4 5 ) ,细颗粒含量增加 ,使同浓度水石流的流动速度提高。笔者求得的水石流流速公式 ,经实际观测资料检验 ,结果满意     

颗粒浓度及颗粒尺寸对管内气固两相流动速度结构的影响

本文应用ＬＤＶ技术对方管内网栅后的气固两相流动，在平均粒么Ｄｐ＝０．３５ｍｍ，颗粒质量浓度为０．１２％，０．２１％，０．３３５％；Ｄｐ＝０．６ｍｍ，颗粒质量质量浓度为０．１６％，０．２４５％，０．３４５％；Ｄｐ＝０．９ｍｍ，颗粒质量浓度为０．２０５％，０．３０％多种工况下进行测量，给出了各种工况下气流时均速度及颗粒时均速度的分布情况。通过与纯气流条件下的实验结果比较分析了颗粒浓度及颗粒尺寸对管内气     

平行平板间填充球形颗粒的流动特性

对平行平板间填充小颗粒后的流动实验结果进行了归纳和分析，表明流动阻力远远小于微颗粒填充，同时在小的颗粒填充层数下，壁面效应对流动阻力特性有显著的影响，流动呈现出与细微颗粒堆积多孔介质不同的流动规律。在实验结果的基础上，通过定义壁面修正因子考虑壁面效应的影响，得到了颗粒堆积多孔介质在小填充层数时流动阻力特性的准则关系式。     

影响含沙水流极限浓度的因素

根据黄河泥沙粘度测验资料，分析了各因素特别是泥沙比表面积、非均匀系数对极限浓度的影响，并建立了极限浓度与二者间的经验关系，用广泛的黄河泥沙资料进行验证的结果肯定了所获公式的精度及实用性。     

固体颗粒的群体沉降速度分析

从流体力学原理出发，数值模拟非均匀沙随机分布对流场的影响，推导出固体颗粒群体沉速的理论解。该公式不仅量纲和谐，浓度变化不超过极限浓度值，能反映含沙量与非均匀沙级配变化对群体沉速的影响，而且可避免其它公式量纲不和谐，计算中出现负值或降得过快的缺点。采用黄河实测资料对该公式进行了验证，计算结果与实测资料基本符合。     

粘性泥石流的输沙浓度与运动速度

作者通过泥石流运动机理分析，并引用我国粘性泥石流流速的野外实测资料统计，得到能反映泥石流特性的粘性泥流速度公式，这一结果通过我国西南地区各粘性泥石流沟的实测资料检验，表明具有一定的实用价值。     

颗粒浓度分布的探讨

针对颗粒浓度在两相流动中的重要性，建立了颗粒体积浓度方程，阐述了颗粒浓度在求解过程中的特点及颗粒体积浓度方程在计算方法中的贯穿。计算了沙层上及直管中的两相流的流动，发现了颗粒浓度两种截然不同的分布，并对此进行了分析。     

伴有滑动床的大颗粒水沙浆体浓度分布研究

在作者前期研究及相关学者的研究成果的基础上,推导出了基于两层模型的滑动床上方水沙浆体浓度分布计算模型,进一步结合剪切层浓度线性分布特点,给出了考虑剪切层的三层浓度分布计算模型。通过粒径为1.71 mm的粗砂颗粒高浓度管道流动试验,测定了水平管道和倾斜管道中不同条件下若干组大颗粒浓度分布随倾角变化的试验数据。浓度分布实测值与作者浓度分布模型计算值对比分析表明,三层浓度计算模型较两层浓度模型,能够较为准确预测滑动床上方的粗颗粒浓度分布情况。     

固液两相流中颗粒浓度分布统一公式的研究

在固液两相流中,固体颗粒的浓度是随高度的变化而变化的,为表征这种变化,倪晋仁等提出了一个积分形式的浓度分布统一公式。该公式虽很有意义却并未有人给出解析解。通过使用变量代换和分解等数学手段,首先对统一公式进行求解,得出该公式的解析解,然后利用已有的实验数据和数值手段计算出公式中参数n的值,初步总结出影响n值的主要因素。     

基于粒子系统的流场实时模拟

数学模型计算结果的显示大多以后处理的形式出现，存在显示时间滞后、存储数据量大、无交互性等方面的不足．应用计算机图形学中的粒子系统来模拟流场，通过分析粒子的存储结构和出生、发展、消亡的生命历程对流场模拟的实时性和模拟效果的影响，从显示方面提高了系统运行的实时性与真实性；采用调整显示时间的方式实现计算和显示时间同步及数据的实时传输，开发了集实时计算和显示于一体的流场模拟系统。     

基于随机微分方程的流域汇流模型

摘要：针对水文过程中存在的许多随机不确定性因素,本文以Nash模型为基础,利用随机微分方程理论,在确 定性汇流模型中引入随机输入项,建立了输入具有白噪声特性的随机Nash汇流模型,求解得到出流过程均值和 方差的解析解和数值解,并利用出流过程的均值和方差确定各时刻出流过程的概率分布。该方法借助于各时刻的 方差得到流量过程的分布概率,从而考虑预报的不确定性,为防洪决策提供预报值的不确定度,有利于降低水库 调洪风险率。     

壅水情况下非均匀流糙率系数研究

非均匀流的水力特性不同于均匀流,水力特性的变化有可能引起糙率的变化。本文采用数值模拟的方法,运用立面二维数学模型对壅水情况下的明渠非均匀流进行模拟,研究非均匀流情况下水力特性和糙率系数的关系。研究表明:壅水情况下,非均匀流能量损失沿程减小,但糙率系数却是沿程增大的。非均匀流中能量损失及糙率系数之间的这种关系是不同于均匀流的,这是非均匀流不同于均匀流的特点之一。根据数值计算结果,拟合得到了较为实用的壅水情况下明渠非均匀流糙率的计算式。将该式用于水库回水水面线计算得到的结果与采用均匀流糙率的计算结果差别较明显,说明采用非均匀流糙率进行水库回水水面线计算是必要的。     

泥沙对水流紊动影响的进一步分析

泥沙颗粒对水流紊动的影响是水－沙两相流运动的重要问题之一。本文针对这一问题，从水流紊动的起因出发，分析了泥沙影响水流紊动的基本途径和方式，结合实验资料，主要对含沙量和泥沙粒径影响水流紊动强度的机理进行了探讨。从不出现尾涡脱落的至少能响应一部分大尺度涡的基本条件出发，得到了泥沙颗粒抑制或增强紊动的判别条件，并得出结论：因含有沙粒、水流紊动存在着被削弱、增强、或局部削弱、局部增强３种情况，表面在不同的     

湍流中泥沙垂线分布的力学解释

作者从泥沙垂向动量交换出发，分析了泥沙在紊流中由于湍流脉动产生的升力效应，并综合考察了非湍流脉动原因存在的升力以及在不同浓度下含沙水流中泥沙受到的有效重力，得到了基于力学角度的泥沙浓度垂线分布的关系式。在此基础上，通过对床面粗糙度、泥沙粒径和含沙量等影响泥沙浓度垂线分布有关因素的分析，探讨了挟沙水流中两种不同浓度分布类型产生以及转化的原因，并结合具体的试验资料对泥沙浓度垂线分布形态时行了计算和验证，取得了较好的结果。     

Calculation of watershed flow concentration based on the grid drop concept

The grid drop concept is introduced and used to develop a micromechanism-based methodology for calculating watershed flow concentration. The flow path and distance traveled by a grid drop to the outlet of the watershed are obtained using a digital elevation model （DEM）. Regarding the slope as an uneven carpet through which the grid drop passes, a formula for overland flow velocity differing from Manning＇s formula for stream flow as welt as Darcy＇s formula for pore flow is proposed. Compared with the commonly used unit hydrograph and isochronal methods, this new methodology has outstanding advantages in that it considers the influences of the slope velocity field and the heterogeneity of spatial distribution of rainfall on the flow concentration process, and includes only one parameter that needs to be calibrated. This method can also be effectively applied to the prediction of hydrologic processes in un-gauged basins.     

高浓度恒定固液两相流运动机理探析：Ⅱ.应用

低浓度和高浓度固液两相流运动可以通过微观动理论加以描述[1].本文在文献[1]的基础上，探讨固液两相流在低浓度和高浓度情形下的应用方法，以颗粒浓度垂线分布为例进行分析，获得了满意的结果，也揭示了高浓度固液两相流的一些特点.