淹没扩散出流不稳定现象研究

抽水蓄能电站上水库的进出水口,在抽水工况下,各个水平分流孔口的出流类似于矩形扩散管嘴的淹没出流。针对国内某一在建的抽水蓄能电站上库进出水口的模型试验;采用先进的量测手段,获得了大量进出水口拦污栅处的三维流速资料,发现出水口的水流流态是不稳定的,除随机的脉动外还存在不稳定的摆动:对各流速分量进行了频谱分析和相关性分析,得出各分量的摆动频率和脉动频率及其互相关系数。研究成果可作为进出水口拦污栅设计的参考。     

恒定有压扩散流中的局部非稳态流动试验研究

试验研究了恒定二元水平有压扩散流中的局部非稳态流动现象。利用壁面丝线流动显示技术观测了局部非稳态流动现象，给出了发生局部非稳态流动的临界扩散角；利用三维点流速仪对局部非稳态流动的流速进行了数据采集，通过功率频谱分析和互相关分析，得出了非稳态流动的基本特征；探讨了局部非稳态流动的成因和条件。     

明渠底部边界上水流压力脉动的机理

基于固体边界上水流压力脉动主要决定于低频大尺度相干结构这一测量结果,本文导出在剪切紊流中的壁压强度和壁面剪应力间的关系式,以及在均匀各向同性紊流中的脉压强度和脉动流速强度间的关系式。所得关系式和以往的研究结果是协调的,和实测资料也有较好的一致性。本文还讨论了在时均流边界上存在紊动“似压强”的概念。     

桩柱上破波力的特性分析*

本文分析了破碎波对桩柱作用力的机制，认为破碎波在静水面以上对桩柱的冲击力和静水面以下的绕流力的机制是统一的。在计算冲击力时，水的压缩性可略去；气垫效应对曲率半径小的桩柱不显著；用现今开发的破碎波流场的计算结果，可简单地用动量原理估算破碎波对桩柱的冲击荷载。     

进水口随机出现的漩涡试验研究

进水口随机出现的漩涡转变为贯通性吸气漩涡时将对工程结构产生危害,但目前对这种随机出现的漩涡的研究很少.本文通过水槽试验,考虑来流边界的时均流速分布、紊动强度、水面波动强度以及进水口周边脉动压力等,对进水口随机出现的吸气漩涡的特征和影响因素进行研究.试验发现,进水口附近水面随机出现的吸气漩涡数量的历时过程具有和紊流相似的"拟序结构"特性.来流边界的水流紊动特性、水面波动以及进水口周边边界的壁压脉动等同步观测分析表明,来流边界的水流紊动显现的水面微波是进水口附近随机出现的漩涡的诱因.     

桩柱上破波力的特性分析

本文分析了破碎波对桩桩使用力的机制，认为破碎在静水面以上对桩柱的冲击力和静力面以下的绕流力的机制是统一的。在计算冲击力时，水的压缩性可略去；气垫效应对曲率半径小的桩柱不显著；用现今开发的破碎流场的计算结果，可简单地用动量原理估算破碎波对桩柱的冲击荷载。     

倾斜底坡上波浪的传播与破碎

本文根据TUMMAC方法探讨了孤立波、微幅波和二阶Stokes波在1/30底坡上的传播与破碎,并采用示踪法测得了相同底坡上濒临破碎波的速度场。与前人的实验结果相比较表明,计算所得的波浪外形变化是一致的,依据运动学标准所得的各项破碎指标也大致相同;与岩垣及本文实验结果比较表明,速度的分布趋势也是一致的。     

水电站压力管道系统较大比尺水击模型试验设计方法

理论上讲 ,按重力相似准则设计模型 ,并保证模型材料与原型材料的弹性相似 ,即能在模型上模拟原型的水击现象。但对于较大模型比尺 ,很难找到理想的模型材料。为此 ,本文提出了模拟水击的时间变态模型设计方法 ,通过图解法验证了其比尺关系。最后 ,结合糯扎渡水电站引水系统进行了模型设计和试验研究     

水库分层取水水温模型试验的相似理论

依据连续性方程、运动方程和能量方程,结合水库分层取水的流动特点,对水库水温模型试验的相似关系进行了理论分析,提出了模型和原型相似应满足的条件,以及模型与原型水温换算关系。依据所提出的模型相似理论,将二滩水电站物理模型试验的所测下泄水温转换成原型数据后,与原型实测资料进行对比,结果表明,两者吻合较好,验证了本文模型相似理论的正确性。研究成果可为开展水库分层取水下泄水温的试验研究提供理论基础。     

非线性波浪在渐变水深中的传播与破碎

本文利用保角变换将角形域变为带形域,用摄动法求解了非线性波在渐变水深中的传播与变形。并据三阶近似解讨论了波面变形、破碎形态、流速场及破碎波高等波动特性,取得了可与实测资料相比较的结果。