考虑滩槽相互作用的漫滩水流二维解析解

研究复式河道断面的流速与切应力分布问题,将纵向动量方程沿水深方向积分,得到流速分布的解析解.考虑断面二次流的影响,在积分过程中采用了三种不同的积分假定,将水深函数代入三个积分方程中求得滩槽连接处水深变化区域内的流速计算公式.应用FCF的实验资料对模型进行验证,发现采用合理的K值比直接采用SKM方法计算能更好的模拟流速和切应力分布;应用FCF的实验资料对三种不同积分假定下的水深变化区域流速和切应力计算公式进行比选,得到了与实测值最为吻合的计算公式.     

郑济铁路山东段跨黄河特大桥对通航条件的影响

桥梁的修建不可避免会对通航航道产生一定程度的影响,为保证船舶航行安全和桥梁自身安全,分析桥梁修建后对航道的通航条件影响是有必要的。以郑州至济南铁路山东段跨黄河特大桥桥区河段为研究对象,利用MIKE 21建立了平面二维水动力数学模型,计算分析了该河段桥梁处航道尺寸以及最低通航水位和最高通航水位条件下桥梁对附近通航水流条件的影响。结果表明:桥梁修建后,河道水深、航宽、通航孔净高都满足Ⅳ级通航标准;桥梁修建后对桥梁附近区域水流要素有一定影响,即在桥墩附近,随着水流流速的增加水深减小;在桥墩上游,水流流速稍减小,漫滩流速增加;在桥墩下游,随着水流流速的减小水深增加,但变化值比较小,水深能够满足通航条件。     

基于历史水文资料的华南鲤产卵场水力参数适宜度分析

基于历史水文资料,以云南元江华南鲤为目标物种,应用水文分析方法对平水年情况下华南鲤产卵场的逐日流量过程进行了计算分析。在此基础上,采用恒定流数学模型,计算分析华南鲤产卵期产卵场的水深和流速,同时统计分析产卵场的历史水温资料。通过对华南鲤产卵期产卵场的水深、流速以及水温分布特征的分析研究,提出华南鲤产卵期水深需求的适宜范围为0.8~1.6m,流速需求的适宜范围为0.2~0.4m/s,水温需求的适宜范围为16~18℃,该方法可为保护华南鲤提供理论依据和技术参考。     

洪水顺流作用下行驶车辆稳定性的模型试验研究

对洪水中部分淹没状态下的行驶车辆进行受力分析,基于河流动力学中泥沙起动原理,推导出行驶车辆失稳时的临界车速公式;采用模型试验测得在不同水流条件下的临界车速,并率定公式中相关参数;利用模型相似关系及公式分别估算汽车在不同水流条件下的临界车速;最后用公式模拟出行驶车辆失稳临界曲线。研究结果表明:达到同一临界车速状况下,水深较小时流速较大;同一流速下,临界车速随水深的增大而增大;同一水深下,临界车速随流速的增大而增大;临界车速与流速的比值随水深增大而增大。     

水流流速与阻力的脉动规律

利用 LDA-10型二维激光流速仪,作者实测了室内水槽中水流的脉动结构和时均结构、着重分析论证了流速的概率密度分布;同时,用统计数学方法考察了与流速成平方关系的阻力的概率密度分布.结果表明:1.在整个水深范围内,水流流速样本系列服从正态布分.在近壁区也是如此:2.在相对水深y/H=0以上区域阻力样本服从正态分布、在 y/H=0.05以下区域则具有偏态性.     

基于随机位移方法的植被水流纵向离散研究

在天然河道中,离散主要是由纵向流速在横断面分布的不均匀所引起,当河道中存在部分挺水植被时,流速分布的不均匀性更加明显。为了研究部分挺水植被水流中的纵向离散,假设各变量在垂向是不变的,模拟一个由流向和横向组成的二维域,引入了基于拉格朗日观点的随机位移模型,该方法直接使用独立运动的离散颗粒来描绘物质的输移,不再需要求解随流扩散方程。随机位移模型主要根据水深平均流速和横向紊动扩散系数的横向分布来确定污染物的分布。其中,流速横向分布公式采用了基于剪切涡的简化经验公式,该公式的优点在于不用对二次流系数进行率定,且物理意义明确;另外,利用量纲关系及遗传算法给出了剪切涡外层宽度的显性经验公式,分析可得剪切涡外层宽度主要由水深和河床阻力决定,植被的直径和密度对于涡旋外层结构影响较小;根据以往实测资料,提出了横向紊动扩散系数的横向分布模型,揭示了横向紊动扩散系数在交界处远大于稳定区的动力特性。为了验证随机位移模型预测的准确性,在长直部分植被水槽进行了室内试验,流场中不同点的浓度过程线的实测值与模拟值吻合良好,表明随机位移模型可以有效地模拟部分挺水植被水流纵向离散,为生态河道污染物混合输移的评估提供了新的方法。     

弯曲型河道水流流速分布及阻力试验

弯曲型河道水流运动规律及阻力特性在水利工程许多领域中占有十分重要的位置.对正弦派生曲线、梯形断面的连续弯曲型河道开展了物理模型试验,采用日本ACM2-RS型X-Y方向2轴电磁流速计对水流流速进行了测量,并对水流阻力进行了分析.结果表明,弯顶水流纵向时均流速分布接近抛物线型,最大流速点位于上部水面以下,整体上大下小,而顺直过渡段水流纵向时均流速分布最大流速点位于底部,整体上小下大;弯道段纵向垂线平均流速横向分布沿程依次为自由涡、均匀流及强迫涡分布;弯顶中垂线水流横向环流随流量、水深的增大而增大,零流速点的相对水深值大致在0.4～0.6范围以内;弯曲型河道水流阻力系数随着过水断面平均水深、水力半径的增大而增大,随着过水断面宽深比的增大而减小.     

淹没树状植被水流速度分布规律研究

对淹没树状植被水流速度分布规律进行研究,建立了流速解析解模型,模型先将植被水流划分为树干层、树冠层和自由水层,然后将树干层再细分为近床面区和掺混区。研究结果表明,近床面区纵向速度垂向上接近定值;掺混区处于与树冠段交界处,水流紊动剧烈,纵向流速表现为随水深增加而降低。基于Boussinesq涡流粘度理论,采用二阶变系数线性微分方程求解方法,得到树冠层纵向流速垂向分布公式;该层流速与植被直径紧密相关,当植被直径增加时流速减少,当植被直径减少时流速增加。自由水层则直接引用经典对数律流速公式,流速与水深是对数关系。实验结果表明,模型计算值与实验测量值吻合良好,表明模型是合理有效的。     

黄土坡面水蚀因子对坡面侵蚀量的影响研究

以黄土坡面为研究对象,建立土壤侵蚀评价和预报模型,通过室内径流冲刷模拟试验,研究了坡面径流水深及流速的变化规律,分析了坡面径流水动力要素对坡面侵蚀量的影响。结果表明:在土壤侵蚀过程中,坡面径流水深和流速的变化极为复杂,具有时空分布多样性特点,但总体上随径流冲刷流量的增加而增大。通过分析坡面侵蚀量与水蚀因子的关系,建立了坡面侵蚀模型多元回归方程。     

受堆积体影响的河道3维水流结构试验研究

通过水槽试验研究了河道在堆积体影响下的三维水流结构,采用ADV测量了堆积影响河段的三维流速,分析表明：断面纵向最大流速从堆积体段逐渐偏向右岸,且逐渐向河床底部移动,往下游又逐渐上升并恢复至天然状态。主流受收缩加速影响,越过堆积体后,呈水跃流态。受堆积体挤压流路和水流惯性的影响,主流流速在靠近堆积体略下游位置出现最大值。横向流速在堆积体段出现了正负值交替,某一水深处的流速为零,在该水深的上层,水流偏向堆积体岸流动,在该水深的下层,水流偏向右岸流动,上下层水流出现了反向流动,同时垂向流速在堆积体段也出现了正负值交替,表明在试验段水流呈类螺旋流流态。受堆积体作用,水流从表层到床面不等宽收缩,在堆积体段水流呈逆时针螺旋流与纵向水跃交互作用,水流呈复杂的三维状态。     

静止均匀环境中淹没铅直射流的试验研究

本文根据实测的实验资料,论述了静止均匀环境中淹没铅直射流的横断面流速分布及其轴线速度的变化规律。对射流核长度、射流扩散角与出口弗劳德数、淹没水深之间的关系进行了探讨。并将上述成果与国内外的实验、数值计算的成果进行了对比。     

随机介质放矿理论速度和加速度方程的评价

为推动放矿理论的发展和建立比较完善的放矿理论体系 ,对随机介质放矿理论中速度方程进行了评价 ,并补充了加速度方程 .指出随机介质放矿理论本质上仍然属于连续介质放矿理论 ,因此其速度、加速度方程必须满足连续介质放矿理论速度和加速度方程的要求 .研究结果表明 ,随机介质放矿理论的速度方程、加速度方程不能充分满足要求 ,从而说明随机介质放矿理论是不完备的     

地震映像法在某高速公路岩溶探测中的应用

岩溶是高速公路、铁路、大堤等基础设施建设的重大地质隐患。用地球物理方法对岩溶进行探测是岩溶地质调查的重要手段。由于岩溶洞穴自身形成的一些特点,因此,其与围岩之间一般存在较明显的密度、速度和电性等物性差异,而地震映像法就是以介质密度及速度的差异为前提的一种经济、快捷而有效的方法。为此,本文采用地震映像法对某高速公路原地面进行了岩溶地质勘查试验,结果表明,该方法在岩溶的分布位置、大小、埋藏深度及发育情况等方面的勘察上都取得了较好的效果。     

转换点坐标的模拟计算研究

转换波上下行波传播路径具有非对称性,转换点相对于共中心点的距离随着纵横波速度比、界面深度以及炮检距等因素的变化而变化,因此转换波速度分析和叠加的关键问题之一就是如何抽取共转换点道集。采用简洁有效的方法来计算转换点坐标是做好共转换点选排的前提,本文在单个均匀层情况下,对已有的转换点坐标计算公式进行了模拟计算,对结果做了分析比较表明,在炮检距和深度之比较大时,迭代法相对近似公式来说,具有明显更高的精度。     

脉冲波在随机雨介质中的传输特性

在用随机系统法得到随机雨介质中电磁波传输函数的基础上,导出了雨介质中的脉冲波的双频相关函数和强度解析表达式．研究了脉冲波的起伏特性．分析了脉冲波展宽效应机理,得到脉冲波群速度与电波频率、降雨率的函数关系．在毫米波段仿真计算了频率与带宽对脉冲波展宽速率的影响．通过计算得出了以下结果：水平极化脉冲波的展宽速率大于垂直极化的脉冲波;脉冲波展宽速率随带宽和降雨率增加而增加．     

下潜深度对火箭深弹中部补气减阻的影响

利用Fluent软件研究下潜深度对火箭深弹阻力特性以及中部补气减阻效果的影响,通过对下潜速度和通气量两个影响因素的分析,得到下潜深度在0 ～ 200m范围内火箭深弹的阻力计算结果.结果表明,相同速度下,下潜深度越大,火箭深弹的阻力系数和表面空泡形状越小;下潜深度对中部补气的减阻效果影响较小;增大通气量,可有效地增大中部补气的减阻效果.     

当物体高速运动时其质量是否依赖于速度的方向?

本文用假想天平秤实验论证了当物体高速运动时,其引力质量和惯性质量仅依赖于速度的绝对大小,而与速度的方向无关。     

多股多层水平淹没射流的试验研究

从模型试验的角度，测量了消力池内底板压力分布规律、水面流态、流速分布和脉动压强，着重分析了泄水孔出口体型、表中孔高程、跌坎形式、表中孔间中隔墩长度等体型参数对流态稳定性、水力特性和消能率的影响，研究了消能机理。研究表明，该新型消能形式具有流态稳定、适应性强、低雾化、高消能率的特点。结合某实际工程，提出中孔泄槽以等宽或微收缩为宜，表中孔最优坎高差应大于中孔水流的主流水深、延长隔墩有利于稳定水流流态等建议，为工程设计提供了科学依据。     

NP凹陷速度场建立与应用

将均方根速度转换为平均速度并空间网格化形成平均速度场,再利用VSP、声波测井等数据对初始速度场进行校正得到高精度的速度场。将解释层位与平均速度场匹配做时深转换达到变速成图。这是一种精度较高、操作性较强并适合于NP凹陷的变速成图方法。     

用非圆齿轮实现往复式压缩机速度波动的调节

提出了一种变等效转动惯量飞轮的设计方法。将微型飞轮安装在与往复式压缩机曲轴保持变速比的固定轴上，通过非圆齿轮传动实现轴与曲轴之间的变速比传动，不仅能完全消除曲轴的速度波动，而且能平衡输入扭矩的波动，大大减少飞轮自身的重量和转动惯量。