香水河挡潮闸整治优化方案选择及其水力特性分析

为模拟分析香水河挡潮闸不同方案下的水力特性,在正交贴体曲线坐标下建立平面二维水动力数学模型,并用原方案的物理模型试验资料验证了所建模型的准确性,分析挡潮闸上下游流速分布的均匀性及关于闸轴线的对称性,由于数值模拟结果显示直接整治天然河道地形的原方案整治效果较差,进而提出优化方案,并将原方案与优化方案数值模拟结果进行对比分析。结果表明,优化方案对闸上下游流速分布改善较为明显,有利于挡潮闸的调度运行。     

滨岸带植物对水流结构影响的试验研究

以滨岸带植物为例,针对河道断面形式与植被分布影响河道水流结构、进而影响河流生态功能和河岸稳定等问题,通过种植3种高度模拟植物的梯形断面渠道的12组次水槽试验,分析了梯形生态渠道的沿程水面线、沿程流速及植物带中断面横向与中垂线流速分布、等效糙率.结果表明,植物带前壅水水位随植物高度增加而增大、植物带末端出现水位降低和流速升高区域、植物带断面中垂线流速分布呈大“S”型分布,流速梯度反转值位置随植物高度的增加而升高;断面横向流速对称分布,主槽流速大于边坡区流速,最大流速发生于主槽与边坡交界区.     

曲线型束水分沙导流墙在无坝引水工程中的应用

针对工业取水对取水流量和取水保证率的特殊要求,结合兰州铝业有限公司自备电厂湟水河无坝取水工程,提出了一种新的适用于无坝岸边引水工程的河道整治措施——曲线型束水分沙导流墙,该导流墙基于弯道环流原理和汊道水流的相关理论,采用最小能耗率理论并结合具体河道的边界条件及水流泥沙特性而设计,有效地解决了由于天然河流年内洪枯变化较大及主流线位置变化所导致的取水保证率难以满足及推移质泥沙淤堵取水口等引水安全问题。     

毛家河水电站溢洪道三维数值模拟

为寻求毛家河水电站溢洪道较优的泄洪消能形式,以质量守恒及动量守恒为基础,建立了κ-ε湍流模型封闭雷诺方程组,采用VOF方法追踪自由液面,对溢洪道泄流能力、水面线、底板压力及槽身和下游河道的流速进行了三维数值计算,数值计算结果与模型试验结果吻合较好,并根据工程实际情况拟定了多种方案对溢洪道全域及下游河道进行了数值模拟。计算结果表明,设置中隔墙并使左、右泄槽挑流鼻坎错开布置方案,溢洪道槽身段水流流态较好,挑射水流与下游河道水流衔接平顺且对两岸岸坡冲刷较轻,总体效果较好。     

弯道入流进水池流态分析与整流措施研究

针对某弯道入流泵站进水池内不良流态的成因特点,提出了三种不同的整流方案。运用CFD技术,数值模拟不同整流方案下的进水池流态,并通过分析对比选择最佳方案。结果表明,无整流措施时,受弯道引水渠影响,流道内存在弯道环流,进水池内出现主流偏斜且存在低压漩涡区等不良流态,流道内压力与流速分布不均匀;方案3中布置了三个导流墩,可以将水流平顺分流进四个流道内,对进水池内的不良流态整流效果最好,能有效控制弯道环流、漩涡和偏流等不良流态,提升了进水池流场内的流速分布均匀度,进一步改善了水泵的进水条件。     

基于鱼类产卵场水力学与生态水文特征的生态流量过程研究

针对山区河流珍稀特有鱼类的水力生境参数定量化困难,以及单一流量的生态需水研究难以反映天然河流生态水文过程的问题,以澜沧江上游某水电站下游分布的澜沧裂腹鱼和光唇裂腹鱼为目标物种,采用非恒定流数学模型,根据目标物种产卵场天然逐日流量过程资料,分析其产卵场在产卵期的水力学特征并构建生态水文指标体系,建立流速、水深适宜度曲线,提出流速、水深需求的适宜范围。并采用河道内流量增量法,结合生态水文指标体系,获得该水电站下泄的生态流量过程,为恢复类似流域生态系统多样性提供了参考。     

丁坝对弯道水流特性影响的数值分析

针对丁坝对弯道水流水力特性影响的问题,建立了相应的概化模型,通过数值模拟的方法研究了不同角度下丁坝对弯道水流特性、弯道水流横向水面超高和流速场的影响。结果表明,在丁坝影响下,弯道水流横向水面横比降计算公式应考虑丁坝对河道的束窄、丁坝尺寸和弯道角度等综合因素的影响进行修正,为深入探讨弯道水流特性奠定了基础。     

废黄河地涵工程冲淤成因及其防治措施

近年来,废黄河地涵工程出现冲淤现象,对防洪和工程安全均产生巨大隐患。通过模型试验分析了废黄河上游引河段的水流流动情况及主要冲刷区和淤积区的位置和面积,利用加丁坝挑流方式,改善上游水流状态,同时利用Flow-3D软件对地涵工程及其上下游河道进行三维水动力数值模拟。结果表明,地涵工程上游左岸有回旋区及低速区,极易造成淤积,而在河道中央及靠右岸的区域,水流流速较快,容易产生冲刷现象;建议采用3种方案交替运用的方式来进行控制,同时添加两道斜向下游的丁坝,对改善河道流态和防冲减淤具有重要的工程参考意义。     

某发动机冷却水套优化设计

本文通过CFD软件FIRE对某发动机的冷却水套模型进行了三维数值模拟,得到了水套流场的压力场分布以及速度场分布。通过对两种方案进行对比,发现方案二的压力损失更低,且流速更快,其散热效果更好,因此选择方案二作为最终方案。     

圆口铜鱼水力生境适宜度评价及集群区域预测

梯级电站的开发对洄游鱼类天然生境造成了严重破坏且阻断了其洄游路径.以金沙江下游某典型高坝工程为例,选取圆口铜鱼为保护对象,对过鱼季节典型工况尾水下游河道进行了三维紊流数值模拟,分析了河道中流速、水深的分布情况,采用栖息地综合适宜度评价方法在研究区域内以流速、水深为评价因子对圆口铜鱼进行了洄游期水力生境适宜度评价,计算了...     

山区弯道水流特性及消能选型

山区弯道水流特性复杂,消能工布置困难,为确定其适宜的消能工型式,分析了山区河流水流特性及工程中常用消能型式,并结合水工模型试验研究了不同消能工布置下弯道水流流态及消力池出口流速分布,提出在弯道出口处设置消力池加辅助消能工(消力墩+异形坝)的工程措施。结果表明,在消力池内设置消力墩和异形坝后,水流流态得到很好的改善,出池水流流速分布均匀,消能效果更好。     

弯曲河段污染混合区几何特征参数的实用化算法

在弯曲河段中因流线弯曲和副流的存在,使其污染混合区的几何特征参数与顺直河段有很大不同。为将顺直河段污染混合区的相关理论公式拓展应用于弯曲河段,需对其进行修正,即在与顺直河段断面形状和来流流速相同的条件下,通过地表水模型系统SMS软件模拟计算了一系列不同弯曲半径、弯曲角度的河段凹岸和凸岸排污浓度分布,分别读取不同相对允许浓度升高值时的污染混合区最大长度、最大宽度和面积,在顺直河段污染混合区几何特征参数理论公式的本构关系基础上,结合量纲—分析和曲线拟合,分别给出了弯曲河段污染混合区最大长度、最大宽度和面积的修正系数,并验证了其合理性和可行性。为弯曲河段污染混合区范围的计算提供了一种快捷、有效的实用化方法。     

平原河网区坡面汇流分布式单位线研究

针对平原河网区无明确汇流控制断面,无法采用传统方法直接率定汇流参数的问题,综合河网多边形和地貌单位线理论,采用坡面汇流计算中不同滞留时间的水流面积按比例分配的方法,获得了以汇流速度为唯一参数的平原河网区坡面汇流分布式单位线。结合太湖流域1998、2000年的水位资料对分布式单位线进行率定和验证,结果表明分布式单位线的水位计算过程与实测过程吻合,可运用于平原河网区计算。     

基于Mike11的双支流河道中支流流量变化对下游水温的影响

天然河道中支流流量的变化会对下游河道水流的水温分布产生一定程度的影响,进而影响河道的水生态平衡及水生物分布。以新疆开都河中一段天然河道为例,运用Mike11软件结合影响河道水温变化的因素,建立了一维水温数值模型,研究了4~8月天然河道在双支流汇入情况下,支流流量变化对河道水流月平均升温的影响。结果表明,一定流量范围内,对于温度均匀水体上游支流流量小于下游支流流量时,有利于主河道水温升高,且支流流量越大越不利于河道水温的上升;通过控制支流流量,利用支流间的相互影响可在一定程度上调节河道水温分布,对改善水生生物环境具有积极的意义。     

山地丘陵及平原河网区农村生活污水处理模式

不同地区的农村水污染程度和特点不同,因而选择适宜的污水处理模式至关重要。根据山地丘陵区及平原河网区的地形特点和农村生活污水的排放特征,结合台州市农村污水处理现状,推荐山地丘陵区采用厌氧池—垂直流人工湿地、厌氧池—跌水充氧接触氧化—潜流人工湿地、单户式厌氧一体化处理器—分户式湿地等生活污水处理模式,平原河网区采用生态塘、地埋式微动力氧化沟技术、净化池等生活污水处理模式,并为台州市山地丘陵区下园村和平原河网区五联村设计了适宜的污水处理模式。     

渤海湾滨海平原河网地区降雨径流模拟

渤海湾滨海平原河网地区河道纵横交错,流态多样,降雨径流过程复杂。为准确模拟其降雨径流过程,在水文特征数据矢量化的基础上,将以二维非恒定浅水运动方程为控制方程的二维水动力模型与以河道汇流关系及水文方法为基础的一维河道拟序汇流模型相耦合,建立了适用于平原河网地区的降雨径流模型。经实测数据验证,模型可靠。研究表明,该模型可模拟计算渤海湾滨海平原2015年各时刻各处产流量、水位、流速及其变化过程;计算得出各河道的入水、出水水量及主要河流的入海水量,实现了对平原河网地区的降雨径流模拟。     

弯道干流与支流交汇口垂线流速分布的试验研究

为了深入了解干支流汇合口水流的运动特性,通过概化模型试验,利用ADV流速仪对顺直型支流与弯曲型干流60°交汇角的汇合口区域进行了垂线流速测量,验证了试验数据的可靠性,分析了弯道干支流汇合口区域垂线流速分布特性。结果表明,随汇流比增大,交汇断面上游纵向流速减小,交汇口各断面径向流速绝对值增大,断面环流方向发生改变;汇流比较大时,交汇断面最大纵向、径向流速点出现于凹岸侧;交汇断面下游附近最大纵向、径向流速偏向弯道中心线;在交汇断面下游附近的凹岸出现水流分离区。     

山溪卵石性河床流速分布规律试验研究

山溪河流具有流速大、水深小、流态多变的特点,其河流河道多为卵砾石结构,为分析其河床流速分布规律,利用变坡玻璃水槽对卵石性河道进行了模拟试验,在保证恒定均匀流的条件下,改变宽深比,分析水流垂线流速分布规律并最终得出其表达式;探讨了水槽粗糙系数的影响因素及其变化规律。结果表明,当坡度在一定范围内(1/200相似文献   

临界状态下弯管段浓相气力输送的两相速度分布

以气固两相流动实验中常用的玻璃微珠为输送物料，利用二维Dual PDA系统，测量弯头半径为600mm、输送管道水力直径为25mm的方型截面弯管段内的气固两相的速度，获得了临界输送状态下3个有代表性截面上的二维时均速度和脉动速度分布规律。