激振力偏离质心的振动床面数值模拟与研究

为了研究直线激振力偏离质心时振动床面的工作状态，从动力学分析入手，建立了直线激振力偏离质心时振动床面的力学模型，计算了转动角|结合EDEM，模拟了激振力通过质心、质心前方和质心后方三种情况的振动给料过程，得出并分析了不同情况对应的物料质量流率和颗粒对床面的压力。结果表明：激振力通过质心前方时对比通过质心时，出料端振幅上升，物料运行速度整体加快，并且床面压力分布更均匀，对入料端压力减小，有利于振动给料过程和延长床面寿命，与激振力通过质心后方时的情况相反。     

近期黄河下游游荡河段床面下切与横向展宽的定量关系

水库运用初期,坝下游河床通常会发生冲深下切及滩岸崩退过程,但是现有研究较少分析河床下切与横向展宽之间的定量关系。以1999-2015年游荡河段实测断面地形资料和水沙资料为基础,分析了近期游荡河段的河床调整过程,发现河床调整以床面下切为主,部分河段崩岸明显;建立了不同河段累计床面下切值与累计滩岸崩退宽度之间的经验关系,其相关系数均大于0.8;根据水沙控制方程推导了河床下切与展宽之间的定量关系,发现累计床面下切值与河宽变化率及初始水深有关,各河段的相关系数均大于0.8;预测了未来游荡河段河床形态的调整过程,发现当各河段持续下切至某一值时,两种方法计算下的河床展宽值较为接近,一定条件下可用来估算河床下切和横向展宽的实际情况。     

黄河口水下三角洲冬季床面变化初步观测研究

黄河携带大量泥沙入海,底床沉积物在波、潮、流等水动力条件作用下会不断地发生再悬浮与输运,形成黄河三角洲海底面的动态变化过程。利用自主研发的电阻率探杆三脚架,观测了水动力作用下海床面的侵蚀与淤积过程。研究结果显示,研究区涨落潮过程中海水浊度的变化主要受波高的影响,近底床位置海水浊度的变化趋势是涨潮过程中海水浊度上升,落潮过程中海水浊度降低。侵蚀或淤积是海床面泥沙的再悬浮与悬沙沉降共同作用的结果。研究区冬季的海床面变化以侵蚀为主,当沉降作用强于侵蚀淤积作用时,即使海床所受切应力大于沉积物临界切应力,海床仍发生淤积。     

粗化床面非均匀沙推移质运动扩散特性研究

对泥沙颗粒运动规律的把握是准确估算推移质输沙率的基础。本文开展了粗化床面条件下的水槽试验，分析了非均匀沙颗粒的均方位移和速度自相关系数变化，并与已有均匀沙试验进行了对比。结果表明，粗化床面存在着由单个或多个粗颗粒组成的粗化结构体，形成比平整床面更复杂的底部边界，粗化结构体对泥沙颗粒运动造成较大影响，颗粒在运动过程中与水流动量交换强度大，泥沙颗粒运动与均匀沙试验“类弹道扩散”存在一定差异；受床面结构影响，部分颗粒表现出较强的横向运动，颗粒的横向扩散特性与流向扩散特性类似。与均匀沙平整床面不同，粗化床面上颗粒运动可能会相应改变床面结构，从而改变水流底部边界条件，进而对泥沙颗粒运动造成影响，泥沙颗粒运动存在较明显的记忆效应和反常扩散现象。     

基于床面形态的泥沙输移模式及其在黄河下游的应用

冲积河流系统中,水流在不规则床面上产生的漩涡对泥沙悬浮效率影响很大.基于漩涡流的运动特征及床面形态控制数m,本文研究了水流阻力与床面形态运动之间的关系.同时,在Bagnold泥沙悬浮效率(η_(sl))概念的基础上,提出了床沙质输沙能力公式,对其中的η_(sl)C_*进行了深入研究,建立的η_(sl)C_*与1/m的关系,能够反映床面形态由低能态到高能态区的发展过程.研究提出的输沙公式,经黄河下游调水调沙试验等实测资料验证表明,计算结果与实测值特别是相对平衡条件下的实测值吻合较好.在输沙能力公式研究中引入反映床面形态控制参数是一种新的尝试,该方法在研究中显示出较大的发展潜力.     

动床阻力研究与应用

动床阻力随床面形态的变化而变化,而床面形态又是水流强度的函数,Simons将两者关系分为三个流区,即低水流区、过渡区和高水流区.不同流区阻力特性和规律是不相同的,正确和合理地判别流区是正确确定阻力关系的先决条件.此文在Browline研究的基础上,进一步分析了影响床面形态的基本要素,提出了在第一时间判别流区的方法,建立了各区阻力关系式,并利用长江和黄河实测资料和水槽试验资料进行了预报计算,其精度优于其它同类公式.     

三维交错沙波上的紊流特性数值模拟

为了揭示复杂河床沙波上的紊流结构特性,利用Fluent软件,基于雷诺平均N-S方程及k-ω紊流模型构建了描述三维沙波上水流运动规律的数学模型,并采用试验数据对模型进行了验证。结果表明:所采用的数值模拟模型能够良好的刻画沙波上的紊流特征,沙波的三维性是影响水流紊流结构的重要因素;相比于纵向相位差φ1,三维交错沙波的横向相位差φ_2对剪切应力与床面阻力的影响更加显著,随着φ_2增大,沙波逐渐交错,剪切应力与床面阻力均减小。     

新型双向尖灭直条摇床床面的研究

根据传统单向尖灭直条床面存在的问题．设计制作了双向尖灭直条摇床床面。试验结果表明，新型床面比传统单向尖灭直条床面有较明显的改善。     

天然河流沙质河床上器测推移质输沙率含义的商榷

 作者基于天然河流沙质河床上的推移质和悬移质两类运动形式的泥沙,不存在一个能够截然划分的界面,认为在沙质河床上利用推移质采样器实测的推移质输沙率,其组成不都是推移质泥沙,其中尚包括悬移质中的床沙质泥沙。为此,本文分析了长江中游干流宜昌和汉口水文站河段利用推移质采样器实测的推移质输沙率和与之相应测次的、按测时水沙条件计算的临底流层内悬移质中床沙质泥沙输沙率的相关关系,论证了沙质河床上器测推移质输沙率中推移质泥沙和悬移质中床沙质泥沙组成的机理。     

冲积河弯床面高程的数值预报

本文分析了弯道断面上水深、流速、水面比降、泥沙粒径及弯曲半径等要素之间的相互关系,建立了水深沿横向分布的计算公式并用实测资料进行了验证,成果表明,计算值与实测值吻合良好.