复杂流场的二维数值模拟方法

提出了基于二维数学模型对溢洪道下游三维复杂运动流场进行模拟计算的一种新方法.通过对泄洪建筑物下游河道复杂流场水流运动及河床冲刷状况的分析,研究了自由面流消能区水流扩散方式、流动特征及相关水力要素的概化确定.根据主流下回流区和表层水股之间质量交换很小的特点,提出了把底部回流区域作为河道无实际过流部分,即修正河流下边界条件,对溢洪道挑坎下游复杂流场进行二维数值模拟的方法.利用上述方法对某工程实例进行了数值模拟计算,计算结果与实际流场状况比较一致,较为真实地反映了自由面流区的流动.     

航道工程中的浮泥研究综述

对浮泥层的定义,船舶航行对浮泥的影响及浮泥对航道工程的影响进行了分析,指出浮泥层对航道适航水深的确定和航道回淤量计算的影响较大。由于浮泥的成因和运动规律复杂,影响因素众多,浮泥对航道工程的影响研究有待于深入。     

随机波作用下圆柱形垂荡浮子水动力行为的数值研究

建立随机波作用下垂荡浮子三维水动力数学模型,并与随机波理论频谱和随机波作用下垂荡浮子试验数据进行有效验证。利用验证后的模型对不同波况下,不同高度的圆柱形浮子垂荡行为进行计算分析,发现:1)浮子密度500 kg/m3时,浮子上行的最大速度略小于下行的最大速度,浮子上行的时间略大于下行的时间。2)随有效波高增加,浮子有效位移增加;随着谱峰周期增加,浮子有效位移基本呈现增加的趋势。有效波高较小时,谱峰周期对浮子有效位移的影响不大;有效波高较大时,谱峰周期对浮子有效位移的影响较大。3)浮子密度保持不变时,浮子高度对其有效位移的影响不大。     

Theoretical analysis and experimental study of oxygen transfer under regular and non-breaking waves

The dissolved oxygen concentration is an important index of water quality, and the atmosphere is one of the important sources of the dissolved oxygen. In this paper, the mass conservation law and the d...     

静水条件下垂直圆管负浮力射流的数值模拟

建立了静水条件下垂直圆管负浮力射流的三维水动力数学模型和物理模型,两者的无量纲垂向速度吻合较好;对静水条件下垂直圆管负浮力射流的水动力特性进行了研究。结果表明：随着射流初始速度的增加,射流初始密度和喷口直径的减小,射流最大上升高度和稳态高度均增加。射流初始速度和射流初始密度对最大上升高度时刻中轴线垂向速度衰减早晚和衰减率的影响不大;随着射流初始密度的增加,稳态高度时刻的射流中轴线上垂向速度衰减较晚,衰减率增加;射流量一定时,随着喷口直径的增加,最大上升高度时刻和稳态高度时刻射流中轴线上垂向流速衰减较早,衰减率减小。分别建立了密度弗劳德数表达的无量纲最大上升高度和稳态高度线性关系式;本研究中射流最大上升高度和稳态高度比值趋近于常数1.52,与密度弗劳德数基本无关。研究结果可以为静水条件下垂直圆管负浮力射流的设计和工程应用提供一定的参考依据。     

连续突扩管流的数值模拟

针对二阶连续突扩管流，分析研究了紊动水流运动特点，建立了标准k—ε紊流数学模型，编制了计算程序，并利用物理模型试验资料对其进行了验证；利用模型对二阶连续突扩管流水头损失进行计算，分析结果表明，当中间管段的长径比在3—4左右时，相对水头损失系数最小，可以为连续突扩管道的设计提供相关参考依据。     

规则波作用下垂荡浮子间歇射流装置水动力数值研究

利用波浪能驱动垂荡浮子间歇射流装置,实现表层富氧水向深层输移.以浮子垂荡运动水动力行为为研究对象,利用数值模拟研究波参数、浮子几何参数和等效阻尼系数的影响规律.结果发现:1)随着入射波高增加,浮子垂荡响应幅度增加;随着入射波周期增加,浮子垂荡响应幅度增加,增幅先大后小再增大;2)浮子垂荡响应幅度随浮子直径增加而增加;浮...     

斜交高架桥对城市河道流场的影响

以青岛市新疆路快速路工程昌乐河段为例,采用平面二维水动力学数值计算方法,模拟了20 a一遇洪水时斜交高架桥工程前后河道沿程位及洪水流速的变化,并利用实体模型试验对其进行了验证.结果表明:受桥墩相互作用的影响,斜交桥桥墩的墩后尾流区具有弱偏移现象;桥墩群对水流的壅高值具有非线性叠加的特点,对河道水流具有明显的分割和控导作...     

浮泥床面桥墩绕流冲刷的数值模拟

基于Mike 21软件建立了浮泥输移的平面二维数学模型,计算分析了浮泥河床建桥前后的水流流动形态和床面变形状况。结果表明,建桥前后主槽内河床变形均呈单向冲刷变形,岸滩上则以淤积为主;建桥后主槽冲刷能力增强,但增加幅度不大,且冲刷幅度和水深较均匀,与常见沙质河床的冲刷区别较大;桥墩尾流区内水流流速较小,冲刷幅度较小;桥墩纵横向的阻流范围约在2倍椭圆桥墩的长、短轴位置内。     

规则波作用下旋转浮子式波浪能捕获装置水动力试验研究

提出一种旋转浮子式波浪能捕获装置,并进行一系列物理模型试验来研究其在规则波作用下的水动力行为特性。试验研究发现：1）浮子旋转角速度随螺距的增大而减小。2）入射波周期小于2.4 s时,平均角速度随入射波周期的增加呈增大趋势;入射波周期大于2.4 s时,随着入射波周期的增加,平均角速度增幅趋缓,个别工况呈轻微减小的趋势。3）波能捕获宽度比与入射波周期基本呈正相关关系。波能捕获宽度比随螺距的减小而增大;在螺距δ=0.02、入射波周期T=2.4s时,波能捕获宽度比达到最大。最后,利用量纲分析方法,推导旋转浮子的平均角速度方程,并利用试验数据对其进行验证。