超高速掺气水流中的激波现象——可压缩及不可压缩理论的比较

本文介绍了超高速可压缩掺气水流的均质绝热激波理论和不可压缩急流冲击波理论，并针对明渠边墙突然偏转情形中的超高速掺气水流，对两种理论预测的结果进行了详细比较，二者差异极大．此外，本文还提出了一个简便判据，可以用来检测超高速掺气水流中压缩性效应和激波的存在性     

可压缩掺气水流的一维特征分析

本文简要介绍了由双流体连续介质模型导出的简化的封闭可压缩掺气水流基本方程组，推导出一维情形中的特征方程。     

清水及浑水高速流掺气和掺气抗磨的研究

本文介绍时明流泄水建筑物高速水流自掺气、槽坎人工掺气以及含沙浑水掺气抗磨的系统研究。通过理论分析、室内试验和原型观测的综合探索。已取得一系列重要研究成果:明流自掺气、人工掺气的掺气最和掺气浓度分布、槽坎掺气减蚀设施的掺气保护长度、含沙水流掺气特性和掺气抗磨效果以及掺气水流的模型律和尺度效应等。     

明渠掺气水流的一些运动特性

本文主要内容为根据前从资料探讨下列问题:1.掺气水流的阻力规律;2.控制掺气水流的基本参数;3.掺气浓度的断面分布。分析结果说明均匀掺气水流的阻力系数和底坡有着密切关系.这是清水水流所无的特异现象.已有资料的分析也说明 U/g~(1/2)是控制二元掺气水流的基本参数.在理论分析方面,我们提出了考虑质量脉动的概念,并提出了修改后的平均掺气分布微分方程式。     

自掺气水流流速分布

本文根据前人的实验资料，建立了一套计算自掺气水流流速分布的半经验半理论方法。提出了掺气对紊动有抑制作用，从而导致近底流速指数中指数大于1／7，并使自掺气水流的最大流速比不掺气水流的最大流速有所增大。公式的计算结果与实验数据相对比，结果基本一致。     

底部掺气设施水流掺气量的计算

掺气减蚀是高速水流泄水建筑物减免空蚀破坏的重要措施。为了有效地实现掺气减蚀,必须使通过掺气设施后的强迫掺气水流达到一定浓度的掺气量。利用本文提出的掺气坎射流轨迹的微分方程计算出了掺气空腔长度,并通过掺气坎供气系统的供气量与水流掺气量的平衡,给出了一种通过计算掺气坎射流空腔负压来确定水流掺气量的计算方法。计算结果与试验结果吻合良好。利用该方法,可对通风系统和掺气坎的设计体型进行初步验算,以判别掺气设施能否满足掺气减蚀要求。     

掺气水流掺气浓度缩尺影响的估计

根据紊动扩散理论和相似理论导出了掺气水流试验的9个模型相似律。研究表明,若要求掺气水流的掺气浓度原、模型相似,并按重力相似律引伸,则掺气气泡的上浮速度应和水流流速一样满足重力相似律。在模型采用和原型相同的介质,即水和空气进行试验时,由于气泡上浮速度不相似,引起掺气浓度巨大的缩尺影响,本文首次对这种影响进行定量估计。研究表明,模型的比尺λL应足够大,以减小掺气浓度的缩尺影响。     

掺气对流场压强的影响

在空化区水流中沿固体边界掺气是水利工程中常用的减蚀措施。虽然这一方法已获得较多的应用,且在很多情况下能取得满意的效果,但研究表明,并非任何情况下掺气都是有利的。初步看来,掺气的作用主要有以下几个方面:1.影响水流本身压强,理论和实验都表明,水流低压区掺气后其压强明显提高(本文将分析这个问题)。2.影响水     

紊流边界层挟气能力的研究

本文通过试验和理论分析,对紊流边界层内紊动扩散系数的分布规律进行了研究,认为扩散系数在边界层内区和外区都可近似看成是直线变化。根据跟随性理论,计算了一般水流频率情况下,水流中可含的气泡直径,从而得出计算气泡上升速度的公式。文中还从输运基本方程出发,推导了掺气水流含气量的计算公式,提出了掺气减蚀保护长度主要是指边界层内紧靠边壁中含气浓度C≥7％的距离的概念,并考虑了掺气浓度沿程的变化,从而导出计算掺气保护长度的计算式.     

含沙高速水流的磨蚀机理和掺气抗磨作用

含沙高速水流易引起过流面材料的磨蚀破坏。本文探讨了泥沙磨蚀机理,提出了影响磨蚀的因素;基于紊流猝发理论,建立了混凝土材料壁面磨蚀率的计算公式;根据试验数据导出了掺气水流中混凝土材料壁面磨损率的经验公式。研究表明,含沙水流对固壁材料的磨蚀率随掺气浓度、材料强度的增大而减小,随水流流速、含沙量的提高而增大。利用掺气可有效地降低过流表面的泥沙磨蚀率。