复式明渠水流运动的数值模拟

大多数平原河道都为具有主槽和滩地的复式河槽,且主槽和滩地的壁面粗糙度一般不相同.根据理论分析建立了适合于描述水力光滑、水力过渡和水力粗糙这三种壁面条件下时均流速沿垂线分布的统一公式,并利用该流速分布公式,采用Thatchell代数应力模型,对复式明渠粗糙度沿横向存在变化的流动进行了三维模拟.     

圆形植被群的水流与阻力研究

河道中的植被群对水流和河道形态都有影响。针对不同植被群对水流可能产生的影响,植被密度a和植被群直径D组成的阻水系数aD被用来衡量水流经过圆形植被群的出流流速大小。通过重新定义阻力公式中的流速尺度和面积尺度,得到新的圆形植被群阻力系数。新的阻力系数与阻水系数aD呈负相关关系。植被群出流流速公式通过他人实验数据得到验证,模型较为合理。新的阻力系数可以方便地用来计算圆形植被群的阻力。     

刚性淹没双层植被明渠水流紊流特性研究

文章采用标准 紊流模型,结合雷诺平均Navier-Stokes方程,对刚性淹没双层植被明渠水流特性进行了研究。计算所得的流速值与实测值吻合良好,表明计算方法可行。进而根据空间及时间的双平均理论,给出了双平均条件下的明渠流速,雷诺应力及紊动能分布,并对紊动能平衡方程中的各项进行了分析。结果可以看出,刚性双层淹没植被作用下,垂向流速分布曲线由三个拐点将其划分为四个区域;雷诺应力及紊动能分布在植被顶端明显增强,高植被顶端各项值均大于低植被顶端相应值;紊动能平衡方程中的紊动耗散项及压力耗散项在紊动能平衡方程中起着主导作用;植被顶端区域产生的涡,通过喷射和扫掠作用使其附近水体发生质量及动量交换。     

植被作用下的弯曲复式河槽漫滩水流2维解析解

研究植被作用下的弯曲复式河槽流速分布对于确定其过流能力、泥沙输移、河床变形、滩岸保护有着十分重要的作用。作者研究了有植被的弯曲复式河槽中的垂线平均流速横向分布问题,在动量方程中加入滩地植被引起的拖曳力项,并考虑弯曲主槽和二次流的影响,采用3种不同的紊流扩散项积分方法,得到了3种计算模型。运用英国FCF弯曲复式河槽试验资料对模型进行验证,结果表明,在不同区域选取合适的二次流系数K比仅考虑主槽中的K值能更好地预测流速分布;滩地种植植物后,主槽中的K值明显增大;3种模型的预测结果在滩地上基本相同,主要差别出现在主槽区和掺混区。通过比较分析不同模型的计算误差,得到了计算结果最优的模型。     

有底部泄流的明槽水流水深理论解

本文研究底部泄流明槽水流的水深变化,得到水深比的理论解,并论证了解的唯一性。计算结果表明,明槽水流经过底部泄流后,水深将增大。     

压水堆四通道模型全高度上的单相流数值模拟

为了研究压水堆芯在全高度上的单相热工水力为特性,基于曙光高性能大型并行计算集群,对压水堆中包含7个带搅混翼、刚凸及简化弹簧的完整定位格架的四通道模型在全轴向高度上进行了数值模拟.数值计算基于稳态RANS控制方程组,雷诺应力项的封闭采用RNG k-ε模型,方程各项的空间离散均采用相应的二阶格式,可同时保证计算效率和计算精度.数值结果展现了通道及格架内的流场和温度场,得到了截面平均温度、压力、二次流强度及Nu的轴向变化规律.分析表明,格架下游换热效率及温度非均匀度主要受二次流的影响,受湍流脉动的影响相对较小,且不同定位格架下游二次流强度变化趋势基本一致.     

基于平均度与平均聚类系数的RWP模型的研究

RWP模型作为节点仿真移动模型被广泛应用在传统移动自组织网络研究中,而机会网络作为移动自组织网络的一个分支,具有不保证连通的网络拓扑特性,这种特殊性可能导致RWP模型不适合作为仿真机会网络的节点移动模型.结合复杂网络理论中平均度与平均聚类系数的概念,对RWP模型仿真数据与实验数据进行了对比分析.分析结论指出,在平均度相近的条件下RWP模型的平均聚类系数与实验数据有明显的差异,因此RWP模型不适合作为描述机会网络的移动模型.     

桂林海洋岩溶区植被覆盖度的多时相遥感预估模型

植被覆盖度的演变规律是喀斯特地区石漠化程度量化的特征指标之一,其宏观分布与变化趋势是认识环境变化的重要参数。以桂林海洋岩溶试验区2000、2001、2006、2008及2009年5个时相的Landsat遥感影像为动态分析源,针对陡升陡降的地形地貌特征,提出了修正NDVI的二分模型,估算出对应年份的植被覆盖度分别为0.223 39、0.278 77、0.353 664、0.368 54、0.373 96;根据植被覆盖度值建立了相应的决策树分类模型并划分出5个等级,研究区的植被2000年为中—低覆盖级,2009年为中—高覆盖级,以提取的实验数据建立的遥感快速植被覆盖度定量估算预测模型与研究区的实测结果符合。根据预测模型对未来环境的演变进行了相应的预估分析,植被覆盖度在逐年提升并直至达到稳定的饱和值。     

基于分段谱平均的高精度频率估计方法

提出了一种适用于高斯白噪声背景下的正弦波频率估计的新算法。通过将采样信号分成多段,搜索其平均幅度谱最大位置对应的频率从而完成粗略估计。而累积谱的方法有效地提高了信号的信噪比,使该算法的信噪比阈值降低。采用加权的方法提取出FFT相位中包含的信号频率与最大谱线位置之间的相对偏差,进行二次精估计。性能仿真和比较结果验证了该算法的可行性。     

冰盖流阻力与综合Manning糙率

给出了冰盖流分析的数学表述 ,考察了阻力项中的Manning糙率 .给出了完全封冻和不完全封冻冰盖流综合糙率的一般计算公式 .当冰盖比 f =1(完全封冻 )时化为Sabaneev公式 ,当 f =0 (完全明流 )时退化为床面糙率 .在长 32m、宽 0 .5m玻璃水槽中进行了实验验证 .利用ADV测流技术实测流速剖面 ,分析壁面切应力流速和分区平均流速以率定不同的壁面糙率 .计算综合糙率与实测值符合很好     

大型泵站引水河道流场的数值模拟

应用正交曲线坐标系下的二维水深平均数学模型对大型泵站的引水河道流场进行了数值模拟 .采用Pois son变换生成正交网格 ,用四边形插值方法生成计算网格的底高程数据 ,并用SIMPLEC方法求解离散方程 .由该模型计算出的金口泵站引水河段的流场图及各断面垂线平均流速分布与物理模型试验的成果较为一致 .     

基于水量平衡的膜孔畦灌水流推进过程研究

通过引入地表储水形状系数和试验分析膜孔灌土壤入渗参数,基于水量平衡原理研究膜孔畦灌水流推进过程中入畦水量是由地表储水量、膜孔入渗水量和损失水量组成.结合田间水流推进试验,量化计算膜孔畦灌水流推进过程中损失水量与入畦流量的比值及灌溉水的有效利用率,并分析得出损失水量是由膜上积水和沿膜孔湿润体周围二维入渗的水量组成,沿膜孔湿润体二维入渗的水量提高了灌溉水的有效利用率,从而实现了水资源的高效利用,为推进膜孔灌的大田推广和发展提供技术依据,对发展节水农业和构建节水社会有一定的创新性.     

S形复合管道周期流动的数值研究

采用贴体坐标系下的SIMPLE方法研究了S形复合管道中三维周期性充分发展的层流流动.对流项采用一阶迎风格式和QUICK格式相结合的方法，保证了解的收敛性和高精度特性.数值实验表明，在一个流动周期内，S形复合管道中前后两个半圆弧段中的流动结构一致，但二次流旋转方向和轴向速度的偏移方向相反.曲率对流动有很大的影响，曲率越大轴向速度的最大值越小，二次流的最大值越大.在前后半个周期开始阶段，二次流都有一个突然变小和改变旋转方向的过程.流动阻力随着曲率的增大而增大.     

导流栅对弯道水流的影响分析

以某电厂进水流道水工模型试验为基础,分析了在不同工况条件下,弯道段水流的流态,为改善弯道水流的不利流态,设置了不同形式的导流栅,并系统地研究导流栅形式对弯道水流流态的影响,其结果已用于实际工程     

弯道水力学研究现状分析

根据弯道水流的特性 ,总结了弯道水力学在国内外研究发展的现状并进行了分析评论 ,同时提出了一些新的实验研究成果 .     

应用k-ε两方程紊流模型计算深度平均二维流场

本文应用深度平均k—ε两方程紊流模型计算了平面轴对称及非轴对称突然扩大宽浅自由表面流流场。计算方法采用MacCormack显式时间—分裂有限差分法。计算结果与实验结果吻合较好。文中给出了紊动能及其耗散率的计算结果。它们的分布与实际情况相符。     

阶梯溢流坝水流特性数值模拟

采用Mixture模型对阶梯溢流坝气液两相湍流进行模拟,湍流模型分别采用Realizablek-ε模型和RNGk-ε模型.针对非掺气区域的坝面平均速度、边界层厚度沿水流方向的变化以及边界层内速度分布等,进行了水流特性分析,并将两种湍流模型的计算结果与实验结果进行了比较.结果表明,Realizablek-ε湍流模型能够更好地模拟出阶梯溢流坝的水流特性.     

非对称突扩通道流动特性的数值模拟

针对非对称突扩通道的流动,建立了平面二维不可压稳态层流数学模型,采用守恒性能高的有限体积法对控制方程进行离散,并选用绝对稳定的混合格式,利用交错网格下的SIMPLE算法进行流场数值计算,得到了回流区形态的变化规律.研究表明,非对称突扩通道流动受雷诺数和几何形状的影响.