矩形薄壁堰贴壁流水力学特性的试验研究

矩形薄壁堰在堰上起始水流稳定且小流量的情况下,易形成贴壁堰流现象.应用水力学的方法,对矩形薄壁堰贴壁流水力学特性进行了深入的试验研究.通过研究发现:贴壁流的水面曲线与自由流的水面曲线差别很大;贴壁流水头与流量之间存在着稳定的关系,并拟合出了贴壁流的流量公式;贴壁流的过流能力比自由流大;贴壁流的临界水头为H贴临=4.99～5.05 cm.与自由流相同,矩形薄壁堰贴壁流的水力学特性稳定而且规律.     

NiOx激活PMS降解染料废水的研究（研究生论坛）

随着水处理行业的不断发展,对于传统的高级氧化技术（AOPs）也提出了更多新的要求,也开发了很多新的高性能催化剂用于高级氧化领域。为了探究NiOx在超声强化的条件下对单过硫酸盐（PMS）的催化性能,同时探究NiOx/PMS/US高级氧化体系对染料废水降解的优势,采用溶胶-凝胶法制备NiOx催化剂,酸性橙7（AO7）作为降解底物。探究发现：相比于NiOx/H2O2/US、NiOx/过硫酸盐（PDS）/US体系,NiOx/PMS/US体系具有更高的降解效率,且催化剂的煅烧温度、[氧化剂]:[氧化底物]、催化剂投量、超声功率都会对NiOx/PMS/US体系产生影响。结果表明：煅烧温度由200℃升至700℃后,AO7的降解率由95%降低至20%。[氧化剂]:[氧化底物]由20:1升至70:1,其降解率由77%提至95%,继续提高比例则会抑制降解。催化剂投量由120mg/L升至280mg/L,降解率提升不明显,在15分钟内都能达到95%的降解,但降解速率有所提升,继续提高催化剂投量其降解速率则没有明显的提高。超声功率由0W提至400W也会提高降解速率,但过高的超声功率对降解速率提高却不明显。此外,对催化剂复用以及对甲基橙（HIn）和活性艳蓝（KN-R）的降解证明NiOx/PMS/US体系具有一定的稳定性和普适性。NiOx的XRD图谱说明最佳煅烧温度下催化剂主要有NiO、Ni及无定型碳组成。NiOx是一种高效的催化剂,其良好的催化活性,稳定性和普适性,在高级氧化技术中可以发挥重要作用。当然其制备成本高和难以规模化生产成为了制约NiOx实现经济效益的主要因素,所以接下来的研究方向应为降低催化剂的制备成本并使其量产,最终让其进入应用领域。     

巨粒砾石土及其滤层联合抗渗试验（研究生论坛稿件）

利用新型研制的可提供高水压的粗粒土大型高压渗透仪,对双江口砾石土心墙堆石坝防渗料和反滤料进行了大型联合抗渗试验,在大量巨粒砾石土防渗料和反滤料的联合渗透破坏试验的基础上,研究不同防渗料砾石含量以及反滤料的级配和干密度对防渗料和反滤料联合抗渗性能的影响规律。试验结果表明:反滤料级配和干密度变化对试样渗透性的影响远小于防渗料掺砾量变化的影响。试样的临界坡降随着防渗料的掺砾量增加而减小,随反滤料的干密度变大而增大,反滤料的级配变粗而显著减小。在实际工程中为保证反滤料对防渗料的保护效果,应严格控制反滤料的下限级配和干密度即反滤控制孔径值。     

鱼道结构优化研究（“研究生论坛”稿件）

大坝切断了鱼类的洄游路线,对鱼类的生长繁殖产生影响,尤以对洄游及半洄游性鱼类的影响为甚。某水电站所处河段是锥吻叶须鱼、横口裂腹鱼等半洄游性鱼类洄游的必经通道。为保护珍稀鱼类,修建了一座垂直竖缝式鱼道。对该鱼道进行一系列模型实验,通过模型实验,认为该鱼道内主流上的流速接近鱼类极限游泳速度,而且鱼道内水流扰动大,给鱼类洄游带来困难,有必要对其结构进行优化。提出了一种优化的新结构,使每一个水池都具有三级跌坎及一个凹槽,优化鱼道相比于原模型,鱼道内的平均流速降低了30%以上,水流也更为平缓。另外,凹槽中形成静水区,可以为鱼类提供休息场所。认为优化的鱼道结构在流速和流态方面对鱼类洄游有利。     

含杂质盐岩三轴蠕变特性试验研究（研究生论坛稿件）

针对杂质盐岩蠕变力学特性问题,利用四川大学大型程控流变仪,对两种不同杂质盐岩进行了分级加载下的三轴蠕变试验。试验结果表明：围压和杂质含量不同,盐岩破坏形态以及力学参数均有差异。围压小于临界围压,盐岩呈剪切破坏,围压大于临界围压,盐岩呈大变形鼓状破坏;围压和杂质含量一定,岩盐稳态速率随偏应力增加呈指数增长;偏应力和杂质含量一定,蠕变速率随围压增大而降低,长期强度有所增大;偏应力和围压一定,低杂质(ω=2.1%)盐岩稳态蠕变速率高于高杂质(ω=46.8%)盐岩。体积变形经历了压密期-平静期-扩容期三个阶段,高杂质盐岩体积应变低于低杂质盐岩。将不溶物杂质含量与应力敏感性常数n的关系同分数阶蠕变本构方程进行耦合,建立了耦合杂质的盐岩分数阶非定常蠕变模型,将理论模型与试验数据对比分析证实了该模型的合理性。     

考虑关键点流量限制的多机场协同地面等待模型（研究生论坛稿件）

为了在流量控制结束后能加速延误波消散,提出了考虑关键点流量限制的多机场协同地面等待模型,对多个机场的出发流进行了协同优化,在减少流量控制所影响的航班延误波的同时,兼顾其他相关机场的出发流正点率,其中,设计了地面等待问题的分组原则、优先因子确定算法等。该模型考虑了不同航班的延误费用不同,还考虑了有后继任务的航班延误产生的累积损失。实验结果证明,与先来先服务相比较,本模型总延误时间减少11.5%,总延误损失减少9.5%,并能根据容量受限空域入界间隔、起飞机场起飞间隔的变化,得到不同的地面等待方案,体现了本文模型的灵活性和优化性。     

缓闭式空气阀水锤防护效果研究（“研究生论坛”稿件）

为了研究缓闭式空气阀的水锤防护效果,在传统空气阀数学模型的基础上,根据缓闭式空气阀的工作原理,运用水锤理论和特征线方法,建立了缓闭式空气阀的数学模型,并给出了其求解方法。通过算例计算,比较了缓闭式空气阀与传统空气阀的防护效果差异,分析了影响缓闭式空气阀防护效果的各项因素,并给出了各项影响因素的最优值。计算结果表明,缓闭式空气阀能有效地防护负压、降低水锤正压,其防护效果与节流板位置变化的临界压力以及节流板孔口和空气阀孔口的面积比有关。研究成果为缓闭式空气阀的设计和运行管理等提供了科学依据。     

三轴应力下盐岩声发射特征研究（研究生论坛稿件）

利用MTS815 Flex Test GT岩石力学试验系统和PCI–2声发射(AE)三维定位实时监测系统,开展不同围压下盐岩的三轴压缩声发射定位试验,探讨盐岩轴向加载过程中声发射特征的围压效应。研究结果表明：盐岩AE定位点多少与振铃计数率大小、能率高低具有良好的一致性。声发射高计数、高能率、定位点集聚段等随围压增加而滞后。低围压下,盐岩发生剪切破坏,高计数、高能率、AE定位点集聚段主要出现在屈服阶段和峰值应力前阶段;高围压下,盐岩呈塑性大变形特征,高计数、高能率、AE定位点集聚段主要在峰值阶段及峰后阶段出现。围压增加,累计计数和定位点的总量呈减少趋势;最大能率和累计能量随围压增加而减小,5MPa约分别为30MPa的43倍和22倍。     

堆积体作用下水流水力特性变化试验研究（研究生论坛）

河道中存在堆积体时,水流水力特性将会改变。为分析堆积体不同阻水作用下的作用机理,本文进行了水槽试验。通过对床面比降、堆积体尺度和上游来流条件的控制,研究了不同堆积体尺度条件下的水位变化,分析了堆积体对附加比降的影响,探讨了堆积体附近水流流态的变化规律。结果表明：河道比降相同时,流量越小、堆积体尺度越大,壅水高度和影响范围越大。其它条件相同时,随着河道比降的增大,水流从缓流向急流发展,附加比降值随堆积体尺度的增大而增大;但达到急流条件后,水面附加比降随堆积体尺度增大反而有减小的趋势。     

保护层开采卸压增透效应研究及其定量表征方法探索（研究生论坛稿件）

保护层开采是高突矿井瓦斯治理地主要方式及开采方法,保护层开采的卸压增透效果当前无法量化表征的,缺乏评价体系。以平板流体模型增透率理论为基础,结合平煤十矿地质条件,通过离散单元法建立保护层开采数值模型,获得保护层开采不同距离时采空区下方的增透率图谱及被保护层的应力分布。研究结果表明：保护层开采过程中,采面前方15 m处支撑压力会出现应力峰值,随着采面的推进,增透率与现场瓦斯流量呈现正相关关系;在采空区下方,被保护层卸压以及增透效应明显,且卸压区范围与增透率分布集中区域基本一致,均随着采空区范围的扩大而增大。该研究成果证实了增透率理论可以作为保护层开采卸压增透指标,对现场保护层回采设计、瓦斯抽采设计范围的确定提供了更加科学的依据。     

二元跌水的数值模拟

本文运用解析函数理论导出了求解跌水的边界积分方程。数值计算表明,在物理平面上求解比在辅助平面上求解优越。本文方法计算速度较快、收敛性较好,计算结果与试验资料吻合良好,是计算有自由面重力流的有效途径。     

陡坡粗糙矩形明渠中自由跌流的水力特性

在矩形明渠中，自由跌水可作为其流量计量设施，具有简单方便、运行维护容易的特点。工程中，矩形明渠底坡往往为陡坡，边壁因材料限制通常较粗糙，体现为陡坡粗糙渠道的特征。目前对此类明渠中设置跌坎后，跌坎上的水力特征性研究较少。本文采用模型试验的方法对不同底坡S、不同边壁粗糙度n的矩形明渠中的自由跌水水力特性进行了研究。试验中，底坡范围为0.002 6到0.097 3之间，明渠边壁糙率系数在0.009 3到0.019 3之间，明渠水流弗洛德数Fr₀在1.0到6.62之间，远超以前研究的范围。结果表明：在试验确定的底坡和边壁糙率系数范围内，明渠跌坎上游水流为急流，自由跌流坎末水深h_e与其上游临界水深h_c之比值h_e/h_c与√S/n呈线性相关。另外，受自由跌水影响的跌坎上游长度L只与底坡和边壁糙率系数有关，而与渠道流量无关。对陡坡渠道而言，h_e/h_c值随着水流弗洛德数的增加而呈对数减小。最后本文根据试验数据提出了陡坡粗糙矩形明渠的自由跌流坎末水深与上游临界水深之比值h_e/h_c和√S/n，L和√S/n以及h_e/h_c和来流弗洛德数Fr₀的计算公式。本文通过增大底坡和边壁糙率的值，进一步扩展了前人关于明渠自由跌水的研究，这对于利用明渠自由跌水进行流量计量具有重要的工程应用价值。     

Flume Experiment on Stream Blockage by the Debris Flow From Tributary

Stream blockage by the debris flow from tributary valleys is a common phenomenon in mountainous area,which takes place when large quantities of sediment transported by debris flow reaches a river channel causing its complete or partial blockage.The dam formed by debris flow may causes upstream and downstream flooding,and presents great threat to people and property.Because of the catastrophic influence on people and property,debris-flow dam has attracted many attentions from the researchers and local administration.But,lit- tle attention has been given to the quantitative interrelationships of the potential influential factors.In this pa- per,the interrelationships of important influential factors caused the stream blockage by debris flow were ana- lyzed through flume experiment,and a model to predict the blockage was presented.     

U形渠道直壁式量水槽水力特性数值模拟

为了优化U形渠道直型式量水槽水力计算,由U形渠道直壁式量水槽模型试验得出的水力特性基础上,对量水槽的部分工况进行数值模拟,得出了水位与流量的关线曲线.试验结果表明,自由水面线的计算与实测值符合较好,流速分布规律揭示的水流特性与实际状况相符,所选模型能够准确模拟量水槽的三维水流特性,该数值模拟方法可靠,为量水槽的优化设计提供了思路.     

基于贝叶斯网络理论与仿生技术的翼形量水槽优化

翼形量水槽的工作原理决定其工作必然导致一定的水头损失,保证量水槽自由出流的渠道比降随水头损失增大而增大,本文希望通过仿生优化减小翼形量水槽工作水头损失,扩大其在平原灌区渠道的适用范围。本文探索性的利用鸟类翅膀飞行减阻特性选取3种鸟翼作为仿生原型,截取仿生翼形曲线10条,按10个攻角水平应用处理得到78条仿生翼形量水槽外轮廓线,选取3个收缩比开展3种流量工况的仿真试验,采用极差分析法评价仿生翼形量水槽外轮廓线二因素的显著性水平和优水平,较新颖的运用贝叶斯网络图模型推理分析方法解决仿生翼形曲线和攻角优组合的不确定性问题,通过模型试验验证应用可行性。结果表明：翼形曲线是影响优化的主要因素,赛鸽翼（1）为优曲线、－10°为优攻角;攻角－5°与翼形曲线赛鸽翼（1）联合作用效果最佳,将翼形曲线赛鸽翼（1）按攻角－5°应用处理的仿赛鸽翼截面曲线作为优选仿生翼形量水槽外轮廓线;新型仿赛鸽翼截面曲线型量水槽各工况临界淹没出流状态：测流精度很高（测流平均误差约1.28%）、壅水高度平均降低7.46%、水头损失平均降低5.81%、最大临界淹没度可达0.933、上游佛汝德数均小于0.4（可形成平稳缓流）、最小工作比降可达1/4960。综上,利用仿生技术优化翼形量水槽可行,新型仿赛鸽翼截面曲线型量水槽综合量水性能很好,可用于灌区小比降渠道精细量水。     

机翼型风量测量装置的工业性实验

为寻求风量准确的测量方法和输出压差信号大，特性稳定且阻力损失小的机翼型风量测量装置，我们将平板翼型和三曲线翼型风量测量装置分别在安装在两个电厂锅炉送风机入口风道上，进行了实际测试和分析，结果表明平板翼状风量测量装置的特性更好一些，输出压差信号大，阻力损失较小，稳定性好。     

矩形件自由压缩滑移线场的数值解

针对换形件自由压缩的情况，给出滑移线场节点坐标和变形力的计算公式，并用计算机进行数值求解，绘制出滑移线场和应力分布曲线，对滑移线解法的应用提供了方便．     

借助渗流槽开发水动力弥散实验

在传统的地下水动力学实验中,利用渗流槽只进行河间地块的稳定渗流模拟实验以求取渗透系数。文中利用渗流槽开发了水动力弥散实验,进一步扩展了渗流槽的实验范围,增加了地下水动力学的实验项目,并详细阐述了实验原理和实验步骤。     

堰塞坝漫顶溃决与演变水槽试验指标初探

水槽试验是研究堰塞坝体溃决机理的有效手段之一,但现有试验研究中合理的设计准则尚不多见,本文通过理论分析和水槽试验对堰塞坝漫顶溃决的试验设计进行了研究。基于总结分析,探讨了影响坝体溃决的因素以及堰塞坝漫顶溃决条件下溃口发展的一般进程。通过分析推导,提出了溃口发展过程中流深d的概念,并建立了用于确定模型试验比尺的指标d0/D。根据这一指标所确立的相似准则,本文设计并完成了模型试验;通过与原型堰塞湖溃决过程的对比,试验结果初步印证了这一指标的合理性。本文成果可以为后续的堰塞坝溃决水槽试验研究提供借鉴和参考。     

关于PVDF接收激光超声的实验研究

本简单的讨论了PVDF接收激光超声的一种实验设计思路和实验方法,并对纳米AIP／SiO2的激光声的信号进行了检测,与已知结果相一致。