松江水文站桥测0.2垂线平均流速实验系数分析

通过松江水文站垂线平均流速与0.2相对水深流速资料的相关分析,推算出了0.2垂线平均流速实验系数。当流速较大实测深水流速有困难时,可仅测相对水深0.2处流速。算得流量与0.2垂线平均流速实验系数乘积即是松江站相应流量。     

长江口徐六泾站潮流测验资料分析方法探讨

在大量实测资料的基础上，对潮流测资料进行了初步的分析和探讨。方法是依据全潮测验的全过程资料，对垂线平均流速组合优化，分析垂线流速阴潮痊变变化的分布形态，从而建立不同相对水深的点流速与垂线平均流速的关系，为点线换算提出定量数据，进而建立垂线平均流速与断面平均流速关系并推算潮流量。     

长江黄河垂线流速和含沙量分布规律

根据长江和黄河实测的流速、悬移质含沙量及其级配的垂线分布资料，分析了它们变化的规律性，检查了现有理论和经验公式与实测资料的符合程度，并对有关参数进行了探讨，分析表明：各垂线流速分布可以用指数流速分布公式和对数流速分布公式表示，各垂线含沙量分布既可用指数分布又可用对数流速分布导出的含沙量公式表示。相对水深η＝ｙ／ｈ＝０．４处的流速和含沙量及级配基本上都等于垂线平均值。从而可知，用η＝０．４处的流速和     

天然河道水流紊动特性分析

本文采用超声多普勒三向流速仪对不同流量级的条件下长江干流黄陵庙水文观测断面不同垂线的脉动流速进行了观测。根据现场观测资料，对水流的紊动周期、频率、概率密度函数等进行了定量的数学描述，并对时均流速、紊动强度、雷诺应力等沿垂线的分布规律进行了分析计算。结果表明，脉动流速的概率分布在充分发展的自由紊流区近似为正态分布，在近壁强剪切紊流区为偏态分布；各垂线紊动强度在相对水深大于0．4的范围内比较均匀，在接近河底处升高，达到最大值后迅速减小，至河底为零。     

单边突扩浅水回流水流结构研究

试验资料表明,回流段流速及底部切应力横向分布沿流向呈自相似性。根据相似原理,水深平均方程可化为常微分方程,经求解获得了无量纲速度剖面公式。验证表阴,速度剖面公式不仅适用于垂线平均流速剖面,而且也适用于沿水深各流层速度剖面。利用速度剖面公式计算的垂线平均流速场与实测值符合较好。拟合了无量纲切应力剖面公式,探讨了主回流区阻力分布规律。 此外,还分析了影响回流长度的因素,建立了回流长度经验公式。     

黄河内蒙古段封冻期垂线流速分布规律分析

对黄河内蒙占段巴彦高勒、三湖河口、头道拐3个水文站整个封冻期盖面冰下垂线流速分布演变规律进行了分析,并就封冻期常规测流采用的1点法、2点法、3点法计算垂线平均流速的误差进行了评定。结果表明：①立封河段封冻时滞留在冰底的冰花,位于主流的部分在3～5天内消失,位于主流边的部分在15天左右消失,小流速或靠岸边的部分到封冻后期消失;②立封河段在封冻初期,最大垂线流速位置往往出现在相对水深0．6～0．8处。随着冰底粗糙度的减小和冰花的消失,最大垂线流速位置约40天后上移至相对水深0．4处,之后不再上移,各层的流速梯度随着冰底愈来愈光滑在逐渐变小;③从封冻初期到开河前,平封河段的最大垂线流速位置一直保持在相对水深0．4附近,但封冻初期、中期、后期的流速梯度各不相同,初期大,中期次之,后期变小;④封冻期有效水深在1．50～2．00m之间;⑤半深流速系数在封冻前期变幅较大,在封冻中、后期趋于稳定;⑥在封冻后的15天内,流量测次的间隔时间不宜过长,一般以3天左右为宜;在封冻中、后期可根据水位的变化布置测次。     

冰情影响河段测流方法研究

正确确定河道流量对于研究寒冷地区冬季河渠道的冰情具有重要意义．对于渠底坡度一定的冰情影响河道，即使流量一定，流动阻力增加引起水深增加，导致敞流期量测得到的水位～流量关系改变，需要重新考虑测流垂线上测点选择．为了减少量测时间、成本及恶劣天气条件下工作不便，通常并不细测垂线流速分布，而只施测少数几个点，同时利用垂向测点流速和平均流速之间关系估计平均流速．测点选择不当往往造成很大误差．本文在传统二点测流法基础上，推导得到用于确定垂线平均流速的任意二点测流法，并应用原型观测资料进行了验证。     

黄河下河沿水文站流速分布规律研究

文章通过分析黄河下河沿水文站流速横向和垂向分布规律,研究下河沿水文站最优垂线代表位置。研究表明,下河沿水文站横向最优垂线位置在150、110 m处,相对水深0.6 m处为垂向分布最优水层,可代表垂线平均流速。研究成果可为黄河下河沿水文站的测报能力提升和应急监测提供理论依据。     

基于辽中站相对水深0.2流速系数探析

研究目的是确定辽中水文站0.2水深流速系数。通过该站2017年4~9月份实测流量资料的相关分析,用桥测断面精测法垂线平均流速与相对水深0.2流速建立函数关系,从而确定桥测断面相对水深0.2位置流速系数,为今后开展抢测洪峰流量提供科学依据。     

弯曲河道纵向垂线平均流速平面分布的研究

本文以弯道水流运动方程作为分析的基础，根据弯道水流纵向流速沿垂线分布在凸岸区域眼从对数分布律，在四岸区域眼从抛物分布律，导出了分区域变自率动床弯道水流纵向垂线平均流速计算公式，并从理论上对河湾纵向垂线平均流速的横向分布和沿程变化规律进行了分析，同时给出了适用于定半经弯道的纵向垂线平均流速平面分布公式的简化形式。最后采用美国ＦａｌｌＲｉｖｅｒ野外水流观测资料对纵向垂线平均流速计算公式进行了验证计算，结果令人满意。     

天然连续弯道中水流运动的三维数值模拟

为了研究天然河道中水流运动规律和河床演变及泥沙冲淤,建立了适体坐标下修正的紊流水流数学模 型. 采用有限体积法离散控制方程,并运用SIMPLEC 算法计算了黄河沙坡头河段连续弯道的三维水流流场,通 过实测资料对计算结果进行了对比分析. 结果表明,模型计算值与实测值吻合较好,反映了天然连续弯道水流 的基本特性,即水面的水质点向凹岸运动, 而近底的水质点向凸岸运动. 说明该模型可以用于模拟天然连续弯 道的水流运动.     

基于 LDV 测量速度场计算三维机翼表面压力分布

本文基于线路积分原理，用ＬＤＶ测量三维机翼周围的速度场，然后把它们作为已知量代入到雷诺方程，欧拉方程和贝努利方中去解压力。     

流量实时监测代表垂线法应用探讨

代表垂线法具有提升水文监测技术手段和防汛测报的快速反应能力,提高通航河道监测效率,简化测验方法等特点。通过从流速仪精测法实测流量中筛选出代表垂线,对实测垂线平均流速与实际断面平均流速进行横向比较,经过误差分析,确定垂线的平均断面流速和实测断面平均流速之间相关关系。经数据检验后,结果满足《水文资料整编规范》标准要求。代表垂线法可以提高流量测验效率,缩短在中高水期间通航河道流量监测时间,实现流量实时监测,为防汛救灾指挥部门提供及时、准确的水情信息。     

河口海岸潮流速分布模式研究

在沿岸水域尤其是在浅海陆架和近岸区,潮流在水流运动中起着主导的作用,在潮流运动中,近底流速剖面偏离传统的对数分布。根据前人的研究,笔者曾从理论上得到了近底流速分布的对数线性模式。但该模式对近底层的数据要求较高,一般近底1m之内需要四层测量数据,而这些数据在实际应用时很难得到。因此,本文根据潮流运动的表面边界条件将该模式进行扩展研究,使其能适用于传统的六点法测量数据。该扩展模式为对数抛物模式,适用于全水深,是潮流速分布模式。通过长江口和江苏岸外西洋海域两个实例计算分析,并与传统的对数分布模式比较,结果表明该潮流速分布模式在各层数据上都与实测数据具有良好的相关性且物理量z0与u．之间具有更好的一致性和相关性,可应用于河口海岸流速分析研究。     

明渠均匀流流速横向分布的涡黏性模型

为了研究明渠水流的运动特性,开展了明渠水流流速横向分布数学模型的研究。本文根据量纲分析方法和实验资料,得到水流横向剪切作用下横向涡黏性系数的关系式;基于均匀流的水流运动方程,按照有限差分方法,建立流速横向分布计算模型。该模型具有计算简单、快捷和精度较高的优点,且数值计算不受横向涡黏性系数的结构形式和断面形态的影响。采用明渠水流实验资料验证数学模型,数学模型计算的流速横向分布与实验资料较一致,具有较高的理论意义和应用价值。     

An analysis of dam-break flow on slope

The one-dimensional steep slope shallow water equations are used to model the dam-break flow down a uniform slope with arbitrary inclination, and analytical solutions are derived by the hodograph transformation and the Riemann＇s method in terms of evaluated integrals. An implicit analytical solution is obtained to evaluate the spatio-temporal distributions of dam-break flood hydrographs along the slope. For convenience, the solution for representative wave profiles and velocity distributions is shown in charts. Comparing with the Dressler＇s solution and WES experimental data, the analytical solution is seen reasonable.     

多路水深流速自动采集系统设计与应用

针对河工模型试验中多点流速自动测量的需要,设计了一种多点水深流速同步自动采集系统。系统由计算机通过RS485总线与多台水深流速仪相连,组成多点水深流速自动测量。水深流速仪能够自动测量当前水深,并根据测得的水深和规定的测量法则,如1点法、3点法、5点法等,自动对流速传感器进行垂线定位和流速采集。系统通过串行通信方式控制各台水深流速仪,实现各垂线流速的同步测量、数据传输、显示、保存和查询功能,并能自动生成需要的测量记录报表。该系统显著提高了模型试验断面流速测量的效率和水深测量与定位的精度。     

EXPERIMENTAL STUDIES AND NUMERICAL CALCULATION ON TURBULENT BOUNDARY LAYER OF WATER FLOW ALONG CURVED SURFACE

This paper will introduce experimental studies and numerical calculation onturbulent boundary layer of water flow along curved surface in our country in recent years.Onthe basis of the experimental studies,the effects of curvature and roughness on velocitydistribution and pressure distribution and the change of turbulent flow boundary layer onoverflow bucket concave surface is discussed.We proposed the empirical formula of velocity,pressure and the change of turbulent flow boundary layer on outlet bucket concave.According tothe momentum principle,we have deduced the momentum integral equation full water depthboundary layer and using the element as control unit inside the boundary layer on concavesurface of bucket.Combining with continuity equation,we have computed the boundary layerdevelopment on the bucket of a spillway.Compared with the field experimental data,thecalculation results are available.Under polar coordinates,a mathematical model for simulatingtime-averaged flow characteristics in concave surface of bucket is established.The turbulent flowfield on concave surface of bucket is calculated by SIMPLE method and this mathematicalmodel.The flow velocity field,pressure field,distribution of turbulent kinetic energy,distribution of turbulent energy dissipating rate and distribution of shear stress are available.Thecalculation value is consistent with measured test data.     

九龙峡水电站溢流堰三维数值模拟

利用 FLUNET 软件,以 k-ε湍流模型封闭 Reynods 方程,采用 VOF 法追踪自由水面,对九龙峡水电站表孔溢流堰的水流按定常流动进行了三维数值模拟。结果表明：溢流堰的泄流能力、水面线、压力分布和流速分布等计算结果与模型试验实测结果吻合良好,说明数值模拟计算可以用于一些水工建筑物泄流计算和设计     

基于垂线流速模型的雷达法断面流量测流精度分析

利用雷达多普勒流速仪进行测流是目前成本较低的实时自动测流方法。传统的雷达多普勒流速仪获得断面单条垂线上的表面流速,一般采用代表流速法建模计算断面流量,导致水位变幅剧烈的断面测流误差较大。本文基于表面流速数据的垂线法测流模型,采用雷达式二合一传感器获得断面的垂线表面流速和水深实测数据计算断面流量,并以新田水文站断面测流为例,与缆道流速仪法的测流数据结果进行对比验证。结果表明垂线平均流速相对误差在 5%以内的合格率达到 75%,断面平均流速相对误差和断面流量相对误差在 5%以内的合格率均达到 67%,故仅需布设两个雷达测速仪即可达到相对误差小于 5%的高精度测流,在自动测流站中有较好的应用。