表面张力对铝材料空蚀的影响

在磁致伸缩仪上，研究了５种不同表面张力系数的液体中铝试件的空蚀过程。结果发现在试验范围内，虽然液体的表面张力系数有所不同，但铝试件的空蚀过程仍包括４个阶段；得出前人文献中均未得到过的、铝试件的失质率及总失质量与液体表面张力系数呈线性增长的试验结果。并用空泡生命周期随液体表面张力系数增长呈线性减小的试验研究结果对上述现象从理论上加以说明。     

液滴特性对气液两相喷嘴效率影响的研究

从液体特性对两相喷嘴效率影响方面考虑,研究了一种两相喷嘴的流动模型-液体热传递模型,该模型能够完全描述两相混合物在喷嘴中的无摩擦流动情况。用VB软件就该影响进行了数值模拟,模拟结果显示液滴特性中的液滴破碎对两相喷嘴的效率影响是很大的,而液滴拉力系数和液滴热传递系数对两相喷嘴效率的影响较低,液体的比热越大,两相喷嘴的效率越低,而液体的表面张力或密度越低,两相喷嘴的效率越高。同时,对用该模型所设计的空气/水和空气/DTA两相喷嘴分别进行了实验测试,测试结果与理论模拟能够较好的吻合。     

三层流体系统中初始扰动和密度比对孤立波生成的影响

本文讨论了初始扰动和密度比对三层流体系统中孤立波生成的影响出发点是所导得的ＫｄＶ方程和散射反演理论的结果。分析结果表明，增加初始扰动的高度和宽度会生成更多的孤立波，这与Ｍａｘｗｏｒｔｈ＾［３］的实验结果一致；此外，在较弱分层情形，密度比对孤波生成的影响极小，而在较强的分层情形，其影响较大。     

基于CLSVOF方法的三维单个上升气泡运动的数值模拟

运用CLSVOF方法数值模拟了三维单气泡在液体中的上升和变形过程,分别考察了液体的表面张力和浮力对上升气泡变形的影响。计算结果表明:CLSVOF方法能比较精确地跟踪三维单气泡在液体中的上升过程;在相同密度比和粘度比情况下,随着液体表面张力的减小和液体浮力的增大,气泡底部形成的射流使得气泡下缘凹陷变得明显,变形幅度加大,射流穿透气泡的时间提前。     

孤立波作用下斜坡堤越浪量的实验研究

为了研究海啸等浅水大波对海堤等海岸结构物的作用,采用孤立波作为输入波形,在波浪水槽中进行了孤立波在斜坡堤上越浪过程的系列实验。通过物理模型实验,获得了孤立波作用下斜坡堤越浪量的测量结果,并基于PIV方法测量得到的海堤越浪流速度场计算了越浪量。以堤顶相对超高和来波相对波高为无量纲参数,基于越浪量实验数据建立了斜坡堤上孤立波越浪量的经验预报公式。孤立波堤顶越浪流的PIV测量结果表明,在实验工况条件下越堤流流场可近似为几乎平行的流动;基于PIV测量结果得到孤立波越浪量与越浪量的直接测量结果一致性较好。对简单斜坡堤而言,无量纲的孤立波越浪量随来波相对波高的增大而增加,随着堤顶相对超高的减小呈指数增大。     

规则波和水流共同作用下圆柱受力的研究

本文通过实验研究,基于Morison方程和线性波理论,探讨了在规则波和水流共同作用下作用于垂直圆柱上的横向力,它与正向力的关系以及它对总力的影响。根据KC数的重新定义值,文中给出了合力系数C_l、速度力系数C_d、惯性力系数C_m、升力系数C_L及升力主导频率与KC数的相关图。结果表明,在一定KC数的范围内,横向力对总力的影响不应忽略;速度力系数C_d、惯性力系数C_m及合力系数C_l与重新定义的KC数有着良好的相关性。     

含充填节理岩体中应力波传播规律的三维模拟

为研究应力波在含充填节理岩体空间中的传播特性,采用离散元软件探讨不同产状节理对P波透、反射规律的影响。首先,建立三维节理岩杆的计算模型,合理选用透射边界和Rayleigh阻尼;然后,将所得计算结果与等效波阻抗理论解相比较,以验证模型的合理性;最后,分别考虑不同节理角度、厚度、间距、数目及入射波频率下的P波透、反射系数变化特征。结果表明:在节理倾向方位角β为0°~60°时,透射系数随β的增大而减小,而在β为60°~90°时随β的增大而增大;透射系数随入射波频率的增大而减小,反射系数反之。若定义节理间距与厚度的正比关系,则透射系数随节理间距的增加而增加,反射系数反之;此外,根据不同节理厚度下的节理数目与透（反）射系数关系曲线特征,定义图线中的包络线为临界透（反）射曲线,则在给定节理数目时,其透（反）射系数总大（小）于临界透（反）曲线上对应的透（反）射系数数值。     

波浪作用下沙纹上含沙量的时变特征

对规则波、不规则波和波群作用下沙纹峰上悬移质含沙量与波浪形态的关系进行了实验研究.结果表明:在规则波情况下的波峰和波谷时刻,含沙量都出现了相应的峰值,但波谷时刻对应的峰值要大于波峰时刻的峰值;在波群情况下,含沙量对于波浪的响应主要集中在波群周期上,在短波频率上所占分量很小.含沙量的时间平均值随着调制系数的增大而减小,但其波动部分的幅值是随着调制系数的增大而增大;不规则波情况下只在大波经过沙纹峰上的时刻,才有明显的泥沙悬移现象,含沙量主要是响应于波列中波群出现的频率,这表现在含沙量能量谱的峰值对应于波浪包络能量谱的峰值.实验结果也显示了波群和不规则波波高变化导致的泥沙悬移运动的滞后现象.     

基于双波群聚焦机制的畸形波生成机理分析

目前关于畸形波生成机理有多种假设,波群间的作用是畸形波产生的一个重要原因。该文利用两个单聚焦波群叠加,实验模拟了双波群聚焦产生畸形波的过程。通过小波分析、傅立叶变换和组成波分离等方法,分析了畸形波产生过程中波群的演化特征、频谱变化、波群间相互作用以及组成波的色散关系。研究发现在波群演化过程中,波群内部非线性作用较弱,而双波群间的三阶非线性作用显著,其对畸形波形成起到重要作用。并且波群谱峰频率宽度越小,三阶非线性作用越明显,这表明波群间频率宽度越小,越容易产生畸形波。     

非传播孤波的特征研究

本文根据实验观测总结出非传播孤波的形成条件,非传播孤波的特征以及在水平驱动条件下形成孤波的一些实验结果。     

基于伪势模型的表面张力对空化泡溃灭的影响

采用可调节表面张力的大密度比、大黏滞系数比格子玻尔兹曼伪势空化模型模拟了近壁区空化泡溃灭过程,并进一步分析了表面张力和初始空化泡内外压差对空化泡溃灭过程中流场分布的影响,探究了表面张力变化对空化泡溃灭时产生的微射流和溃灭压力演化的影响。结果表明:在近壁区空化泡溃灭过程中,随着表面张力减小,加剧了气液交界面的变形,导致微射流更为集中。同时空化泡在溃灭过程中蓄积的表面能减小,在溃灭时刻迅速释放后,减弱了空化泡溃灭强度,空化泡溃灭最大微射流流速和最大压力均随着表面张力的减小而减小,导致空化泡溃灭时间缩短,增加了壁面引起的Bjerknes力,加剧空化泡朝向壁面溃灭的趋势。     

多向聚焦波浪作用下直立圆柱受力的实验研究

利用波能聚焦的方法在水池中模拟产生多向聚焦波浪,研究了多向极限大波作用在垂直圆柱上引起的波浪力的特点。实验中研究了不同的波浪参数,如聚焦波幅、谱峰频率、频率宽度和方向分布等多向聚焦波浪对圆柱作用的影响,并将实验结果与二维实验结果进行了比较。结果表明聚焦波浪参数对圆柱作用力具有明显的影响,并且实验结果与二维规则波结果相当,但比二维聚焦波浪实验结果要小。     

静止液体中浸没垂直导管口气泡脱离直径的预测

该文主要针对单个气泡在静止液体中的生成和脱离过程,探究准确度高的气泡脱离直径预测模型。根据实验条件,分析了不同工况下表面张力、黏滞阻力和惯性力对气泡生成与脱离过程影响的强弱变化。结果显示,韦伯数We是影响气泡脱离直径预测的关键因素。在实验数据的基础上,分析了韦伯数We对气泡脱离直径的影响,以此修正了气泡脱离直径预测模型。经验证表明,新模型具有较高的准确性和适应范围。     

桩间距对孔内深层强夯法挤密系数影响的试验研究

为研究桩间距对孔内深层强夯法(DDC)桩处理效果的影响,在陕西延安地区某大厚度自重湿陷性黄土场地上,进行了处理深度为10 m,5种不同桩间距的孔内深层强夯法试验,对二桩间和三桩间位置取样,取得了较多的有价值的试验数据。试验结果表明,挤密系数随着深度的增加呈略微减小趋势,位置较深,受到的挤压作用较差。桩间距越大,挤密系数越小,三桩间的挤密系数要略大于于二桩间,这与受力位置有关。随着桩间距的增大,挤密系数与桩间距呈线性减小趋势,通过回归分析得到了桩间距与挤密系数之间数学表达式。选择合理的桩间距有利于提高地基承载力、减小工程建设费用。     

风生破碎波统计特性的实验研究

文中介绍了风波槽内地于风生破碎波统计特性的实验测量结果，测量的关键是根据如下的事实，单点波高测量时通过Ｈｉｌｂｅｒｔ变换可以提供丰富的波参数信息，考察的破碎波统计特性包括：破碎相位角，破碎波的时间尺度和水平长度尺度，破碎频率与等风速的关系，本实验结果表明，这项技术是可行而有效的，所获实验结果与前人在更大的设备上结合符合，这也表明这些统计特性对于吹程并不敏感。     

多箱渡槽槽身静风三分力系数风洞试验研究

对6个多箱式渡槽槽身刚性测压模型进行了风洞试验研究,分别模拟了满槽、空槽以及不同风攻角的试验工况。根据试验结果得到了槽身模型的静风三分力（阻力、升力和扭矩）系数,讨论了模型风压分布以及三分力系数的变化规律。试验结果表明：（1）多箱式渡槽槽身绕流更趋近于钝体绕流;（2）槽身风荷载主要表现为风阻力;（3）阻力系数在总体趋势上随着槽截面宽高比的增加而减小。试验结果可为多箱渡槽的抗风研究与设计提供初步的参考。     

不规则波在一种复杂断面海堤上越浪的数值模拟研究

以不可压缩黏性流体的Navier-Stokes方程为控制方程,利用VOF方法追踪运动的自由表面,建立了立面二维数值波浪水槽。基于经典溃坝算例验证了数值模型的可靠性,然后采用动边界造波技术生成不规则波浪,对复杂断面海堤上的不规则波越浪进行了模拟和分析,计算结果与实验结果符合。     

边界约束对弯曲-伸展元三轴波速试验的影响

利用弯曲-伸展元开展干砂小应变剪切波试验和除气水压缩波试验,研究了三轴试样的不同约束边界对弯曲-伸展元量测剪切波速和压缩波速的影响,并对波速试验结果进行分析。研究结果表明:以干砂为试验对象的剪切波速试验结果介于砂土中剪切波速与边界材料的剪切波速之间,受到约束边界的材质、长度和壁厚的显著影响;而以除气水为试验对象的压缩波速试验结果受样品约束边界的影响较小。在不同约束材质下,剪切波在干砂中的传播速度与约束材料的刚度有关,材料的刚度越小对干砂剪切波速测试结果影响越小。弯曲-伸展元激发频率的相关性与边界约束无关,只与测试材料有关。研究成果有助于获取准确的弯曲-伸展元波速试验结果。     

多箱渡槽槽身静风三分力系数风洞试验研究

本文对六个多箱式渡槽槽身刚性测压模型进行了风洞试验研究，分别模拟了满槽、空槽以及不同风攻角的试验工况。根据试验结果得到了槽身模型的静风三分力（阻力、升力和扭矩）系数，讨论了模型风压分布以及三分力系数的变化规律。试验结果表明:1)多箱式渡槽槽身绕流更趋近于钝体绕流;2) 槽身风荷载主要表现为风阻力；3）阻力系数在总体趋势上随着槽截面宽高比的增加而减小。本文试验结果可为多箱渡槽的抗风研究与设计提供初步的参考。     

盾构隧道施工引起地层位移的复变函数修正解

为了获得盾构隧道施工引起的地层位移变化,利用复变函数求解了基于位移控制边界条件下盾构隧道开挖后的解析解。在计算分析过程中,引入位移释放系数,充分考虑了衬砌滞后于开挖面的位移过程,并通过设置位移约束点对理论计算解进行了修正,获得了更为准确的地表相对位移。选取4例实际盾构隧道工程实例,分别考虑4种典型洞室位移边界条件,将该理论计算得到的地表位移初始解和修正解与现场实测数据进行对比,结果表明：在各种洞室位移边界条件下,修正后得到的地表位移值与实测值的吻合度均比初始解显著提高,其中以采用第4种位移边界条件计算得到的地表位移修正解吻合度最高。最后以第4种洞室变形为位移边界条件,分析了不同位移释放系数、隧道埋深以及隧道半径对地表位移的影响。结果表明：地表沉降与影响范围随着位移释放系数的增大而减小;地表沉降随着埋深的增加而减小,沉降槽宽度却随之增加;隧道半径越大,则地表沉降越大且影响范围越宽。