坡面流侵蚀规律的初步研究

通过定床阻力试验,从水力学原理出发,对不同坡度的不同介质床面侵蚀性坡面流试验数据进行分析,初步研究了侵蚀性坡面流流态,得出阻力系数f与雷诺数Re的变化规律,并对他们之间的关系进行分析研究,认为水槽粗糙度对阻力系数存在的显著影响．     

胶黏钢-混凝土组合梁的界面行为数值分析

根据推出的试验测试数据,将黏胶/混凝土界面的剪切-滑移行为用具备损伤本构关系的弹簧单元来模拟,建立胶黏钢-混凝土组合梁的三维非线性有限元模型.基于模拟结果,揭示了组合梁黏胶/混凝土界面的黏结应力分布规律及脱胶剥离过程.分析结果表明:弹性模量小的黏胶剂更有利于界面的剪力均匀传递,但会引起混凝土板和钢梁间产生大的相对滑动,导致结构整体承载力降低.胶黏组合梁的界面脱胶剥离是一个突发的典型脆性破坏过程,会产生灾难性后果,在设计过程中需引起足够重视.     

坡面植被水流水动力学特性研究

本实验为人工水草模拟植被覆盖条件下的坡面流水动力学特性研究,以水力学和流体力学基本理论为依据,通过室内定床阻力模拟放水实验,定量的研究了植被覆盖度为9.3%(2500簇/m2)的工况下,不同坡度和流量组合对植被水流各水动力学参数的影响。结果表明:坡面植被水流平均流速随坡度和流量的增大呈递增趋势,可用线性函数或幂函数关系模拟,且线性关系优于幂函数关系;植被坡面流平均水深与流量和坡度之间也存在着显著的线性关系和幂函数关系;植被坡面流的佛汝德数随流量的增加而减小、随坡度的增加而增大,并呈现出一定的幂函数关系,但佛汝德数主要受坡度的控制,流量对佛汝德数的影响很小;阻力系数随雷诺数的变化规律呈单驼峰形式,本实验条件下,在雷诺数为1500~2000时达到最大值,当雷诺数大于2000时,随雷诺数的增加阻力系数反而减小,最后逐渐趋于稳定,可见两者之间并非呈简单的递增或递减关系。     

梯形明渠共轭水深计算方法

一方面,通过对共轭水深方程进行数学变换,并根据共轭水深的水流特点,得到计算其水深的迭代公式;另一方面,通过求解一元二、三次方程得到共轭水深的初值近似计算式,并以此为初值,用迭代公式进行一次迭代得到梯形明渠共轭水深的直接计算公式。计算数据表明,该法不依赖图表,计算便捷且精度很高,可供工程实际参考应用。     

用模式搜索算法求解梯形明渠正常水深

 梯形明渠正常水深在水力设计中经常遇到,但其求解无显函数形式的表达式 , 传统计算中的试算法或查图法不仅计算过程繁琐复杂,而且计算精度不高。通过引入一个无量纲参数——单位水面宽度,对梯形明渠正常水深的基本方程进行恒等变形,得到了求解单位水面宽度的超越函数,并证明该方程为单调函数。为此,将求解正常水深的问题等价于一非线性优化问题,并用模式搜索算法求解。实例计算及误差分析表明：该算法计算经济、收敛性好,为梯形断面水力计算提供了一种新的求解思路。     

基于Hicks-Henne型函数和MIGA的机翼形建筑物多目标水力优化

以建立于NACA翼型族厚度分布方程基础上的机翼形水工建筑物多目标水力优化为目标,基于Isight数值优化平台,通过Hicks-Henne型函数实现翼型参数化、多岛遗传算法(MIGA)筛选最优解,构建自动集成与优化体系;选用某小型平原灌区末级矩形渠道机翼形量水槽为算例,根据原型工况及水力参数设定相关约束条件,引入收阻比δ概念,并结合淹没度S构建多目标优化方案,验证优化平台的可靠性与准确性,结果表明,优化方案较初始方案S与δ分别提升10.84％和42.10％.研究结果对机翼形水工建筑物在实际工程中的外形优化与应用提供了一定的参考和建议.     

梯形明渠临界水深的直接计算方法

通过引入一个无量纲参数——单位水面宽度，对梯形明渠临界水深的基本公式进行恒等变形，得到计算梯形明渠临界水深的迭代公式，再与合理的迭代初值配合使用，推导出梯形断面临界水深的直接计算公式，在梯形断面全部范围内最大相对误差小于0．082％．误差分析及实例计算表明，该直接计算式形式简单，适用范围广，计算精度高．     

植被缓流效果试验研究

为深入研究植被减流减沙特征及对流域水土保持效益的影响,本文通过5个覆盖度,6个坡度和7个流量的组合条件下的室内放水试验,系统研究了植被对坡面水流的缓流特征。结果表明:随着植被覆盖度增加,植被对坡面水流的阻滞作用逐渐凸显,即缓流系数减小,缓流效果增强,当植被覆盖度大于4.650%时,缓流效果趋于稳定。在试验流量范围内,缓流系数随流量的增加呈现逐渐减少的趋势,而随坡度的增加略有增加。缓流系数随水深和雷诺数增加而减小,而与弗劳德数呈反C型分布。最后,建立了基于试验控制变量(植被覆盖度,流量和坡度)的缓流系数预测公式。     

汉江蜀河水电站截流水工模型试验研究

为了保证汉江蜀河水电站截流工程成功实施,进行了截流水工模型试验研究。针对蜀河水电站设计中用于导流的泄洪闸高于原河床3.5m的实际情况及设计截流流量大的特点,通过不同设计截流流量方案的试验研究,获得了截流过程龙口的系列水流要素,确定了不同龙口宽度时抛投材料的粒径和抛投强度,推荐采用单戗单向截流的方案,为工程截流的实施提供了科学依据。     

矩形渠道人工加糙壁面阻力规律试验研究

为研究矩形渠道水流的阻力规律,采用了3种不同粗糙度的人工加糙渠道进行试验。研究结果表明在均匀流条件下,对同一粗糙度明渠,水力条件变化时糙率系数不是恒定不变的,它会随着流量的加大而呈对数减小,随着渠道宽深比的增大而呈对数增大,同时随着雷诺数Re和弗汝德数Fr的增加而呈幂函数减小。同时表明,不同的壁面粗糙度对糙率系数影响很大,进而影响水流的水力特性。即流量相同条件下,当壁面粗糙度增大时,断面水深增大,平均流速减小,雷诺数和弗汝德数均减小。并根据试验资料拟合出了糙率系数和等效粗糙度之间的关系式。