辐射流动条件下粗糙圆盘裂隙中浆-水两相流特征

裂隙灌浆是处理坝基工程地质问题的重要手段,而现有的裂隙灌浆研究常忽略了水相对浆液扩散过程的影响,不能真实反映浆液侵入过程。为了准确地模拟坝基裂隙灌浆过程,采用相场法分析了裂隙介质中浆液侵入特征,构建了考虑水相作用的粗糙圆盘裂隙数值模型,分析了裂隙粗糙度、裂隙开度、灌浆速度、灌浆压力对辐射流动条件下浆液侵入特征的影响。研究结果表明：恒定灌浆速率条件下,相界面移动速率随时间逐渐减小;粗糙凸起体会引起黏性耗能,导致粗糙圆盘孔口压力显著大于光滑圆盘;恒定灌浆压力条件下,提高灌浆压力比延长灌浆时间更加有效,开度越小浆液侵入量越小;灌浆驱水效率不仅受粗糙度大小的影响,还与凸起体的分布相关;灌浆孔附近的粗糙凸起体引起的剪切速率扰动大于远场的。     

稀薄气—固两相流中相间的相互作用模型

本文以稀薄气－固两相湍流流动为研究对象，推导并模化了考虑固体颗粒存在时，气相的湍流模型方程，在拉格郎日方法中实现了气－固两相间动量、湍动能的相互作用。尤其是提出当量密度及当量耗散系数两个概念后，使模型方程的型式等同于标准Ｋ－ε模型，很适合工程应用。而气相对粒子湍流扩散的影响则由类似于布朗粒子扩散的Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ方法来描述，实现了对确定性轨道模型的修正。最后，对颗粒在网格后均匀湍流中的扩散规     

地下水饱和区中油——水两相流饱和度的试验研究

本文介绍了在一维砂槽模型中模拟柴油－水两相流在不同粒径玻璃砂多孔介质中运动的试验研究。研究结果表明，柴油－水两相流中，残余油饱和度与介质粒径成正比，而残余水饱和度与介质粒径成反比；由于界面张力的存在，油－水界面间存在过渡区，对于粒径大于０．５ｍｍ的多孔介质，在对过渡区上边缘呈现明显的突变界面和持征。研究中尝试对柴油－水两相流动用ＣＣＤ摄像机摄像，并通过图像分析的方法得到了油－水两相流的饱和度分布，     

数字图像处理技术在固-液两相流实验中的应用

本文开发研制了一个能直观描述固体颗粒在流场中的运动轨迹和速度矢量分布的人机交互数字图像处理系统软件，并把它用于固－液两相流的实验研究。结果表明，数字图像处理技术能够很好地用于分析悬浮颗粒在紊流中的跟随运动特征（速度分布、轨迹等），悬浮颗粒在紊流中的跟随运动取决于颗粒的粒径、密度和流体流动状况等因素。     

气-液两相泡状流K—ε紊流模型

本文详细讨论了一个用来模化气-液两相泡状流的K—ε紊流模型推广形式。该模型将两相流中的紊流扰动分解成剪切力诱导和气泡诱导两个部分,并假设两者是可以线性叠加的。由此引出了两个时间常数模型,该模型与均匀两相紊流数据和管流数据符合很好。模型中各系数仍使用单相K—ε模型的形式,只新引入了气泡虚拟容积系数这一参数。运用该模型不但可令人满意地计算紊流各量的变化趋势,而且可预报紊流扰动的衰变特性。     

水涡轮机械中泥沙磨损与固液两相流理论研究

本文概述目前国内外水涡轮机械固液两相流及泥沙磨损问题的理论研究现状，讨论水涡轮机械中适用的固液两相流动基本研究方法，结合泥沙磨损的诸多影响因素，就进一步开展泥沙磨损问题的研究提出了自己的设想。     

曝气池中气液两相流数值模拟

应用数值模拟的方法,对曝气池气液两相流运动规律进行了探讨。研究表明:当孔径相同,空气流量越大,紊动强度越大,气液混合越充分,曝气效果越好。对于相同的水深和相同的孔径,流量是影响气泡大小和速度的主要因素。当气体流量或速度增加时,气泡体积增大,气相速度也明显增大。     

降雨入渗过程的水-气二相流模型研究

本文根据多孔介质中水、气的质量守恒定律,结合多相流理论,建立了求解饱和-非饱和渗流的水-气二相流数学模型,并采用积分形式的有限差分法和NewtonRaphson迭代方法进行数值求解,提出了各种边界条件,包括水相、气相和降雨入渗边界的数学处理方法。利用上述模型对土柱试验进行模拟,将计算结果与试验数据比较,验证了模型的正确性;然后对土质边坡降雨入渗过程进行计算,得到孔隙水压力、孔隙气压力和毛细压力的变化过程,其变化规律符合实际,实现了降雨入渗的水-气二相渗流过程,为定量研究空气阻力对入渗水流的影响提供有效途径。     

垂直上升气液两相流中三角形柱体两相斯托拉赫数的研究

本文试验研究了两种规格三角形柱体，在垂直上升气液两相流中，发生气液两相涡街时，气液两相斯托拉赫数的变化规律。在测得大量数据的基础上，得出了发生气液两相涡街时，气液两相斯托拉赫数的通用关系式，研究表明，气液两相斯托拉赫数在两相工况下为一变数，与来流截面含气率、涡街发生体形状和特征尺寸、来流方向等因素有关，应用此关系式，根据测得的两相涡街频率可钎涡街发展体作为测量两相流流量与组分的测量元件。     

环形井眼气液两相流流动规律研究

本文在１０００米深全尺寸模拟实验井上进行了气液两相流实验研究。利用自行研制的计算机实时数据采集系统及井眼数据测量与传输遥测系统，获取取大量实验数据。依据这些数据，根据质量与动量守恒定律及其状态方程，通过变系数法，建立并求解了描述环空气液两相流的一维拟线性双曲型偏微分方程组，从而得出了适合井眼环空情况下的气体上升速度模型，依据本文提出的流型过渡区及气体上升速度模型所计算的结果和现有国内外有关模型计算     

三维应力对煤层气-水两相渗流特性影响实验研究

在实验室通过改变围压、轴压及孔隙压力,模拟三维应力作用下煤层气-水两相渗流过程,得到有效应力、孔隙压力与气、水有效渗透率关系曲线,对有效应力、孔隙压力与气、水有效渗透率的关系进行回归分析,得到以下主要结论:①气、水相对渗透率随环压增大而略有增加,说明环压的大小对气、水有效渗透率有一定影响,对煤岩绝对渗透率影响更大;②随着有效应力的增加,气、水有效渗透率呈现逐渐降低的趋势,且开始降低幅度大后逐渐稳定,其主要原因在于随着有效应力的增加,煤样原始孔隙首先闭合,随有效应力继续增加,有新的裂隙出现并发育,使得渗透性能逐渐平稳;③气、水有效渗透率随孔隙压力的增加而增大,分析其原因在于孔隙压力增加,使得孔隙、裂隙产生膨胀变形,增加了其渗透性能。     

河渠分汊处流量与污染物分配

本文建立了一个深度平均的水环境全场紊流模型,将流场与浓度场耦合求解以确定流场和浓度场的分布,通过数值积分得出分流比与污染物分配比。对分汊河渠不规则边界的处理,本文提出了一种新方法:区域坐标系统法。应用上述数学模型和数值方法,本文对河渠分汊点上游存在岸边排放口时分汊河段的流场和浓度场进行了计算,并着重讨论了对称分汊情况下分汊角、排放口入射动量对汊道分流比和污染物分配比的影响。所得计算结果与作者的实验资料符合较好。在此基础上,对不对称分汊情况下流量及污染物的分配也进行了初步探讨。     

低扬程大流量泵站单机流量测量

对传统流量测量方法进行了综述，提出了采用内贴式超声波7510系列便携式流量计对低扬程大流量泵站单机流量进行测量是十分有效的。对内贴式超声波7510系列便携式流量计的测量原理、性能和安装方法进行了阐述，并结合南水北调东线江都第二抽水站进行了流量测量，对其测量结果进行了误差分析。     

蒋家沟入汇河段泥石流堆积与输移特征分析

泥石流堆积及其对主河河床演变和输沙特征影响的研究已有不少成果问世,但基于实地观测数据的具体演化过程的分析研究还不多见,以2008年至2010年蒋家沟入汇段小江河床地形断面监测和采样分析为基础数据,结合泥石流活动的观测资料,对蒋家沟入汇后泥沙物质的堆积及其再起动输沙特征进行了分析。蒋家沟入汇的泥石流固体物质主要堆积于入汇口以下500 m（主河宽10倍以内）的范围内,堆积量的多少与原堆积物被小江冲刷输移的量有关。泥石流物质在被小江输移的过程中沿途落淤而堵塞河道,常常引起主河小江的改道。泥石流物质的堆积使小江在入汇处形成节点,尽管近年来入汇口附近小江河床总体表现为冲刷的趋势,但下游冲刷速度较上游快,导致下游河床比降增大而上游减小,入汇口的节点特征更为突出。     

分流对高含沙输送影响试验的初步分析

利用水槽进行了粗细两种泥沙的高含沙水流稳定输送试验，在此基础上就军水分流对高含沙输送的影响进行了试验研究。浑水分流后，一般会改变水流的含沙量，或者影响水流的稳定输沙状态，引起河床的冲淤变化。分流会增加水流含沙的浓度或造成淤积，从而影响高含沙水流的稳定输送。     

大底坡复合圆弧曲线急流弯道水力特性试验研究

西安市黑河引水一期工程－石砭峪水库泄洪洞弯段布置为大底坡急流弯道，为调整其体形和水流流态，进行了水工模型。根据隧洞已开挖成洞的现状，又要较好地控制道段水流态的要求，试验中道对不同弯道体形进行了多次比较和修改，其中复合圆弧曲线弯道体形较好地控制了急流大弯道大流流态。     

基于分形理论的非饱和土多相流相对渗透系数模型

相对渗透系数是描述非饱和土水力特性的重要参数之一,然而在传统非饱和土相对渗透系数研究中着重研究了湿润相的渗流特性,而非湿润相的渗流特性研究较少。为研究非饱和土壤多相流运移特征,将土壤孔隙简化为一簇服从分形定律的迂曲毛细管,通过建立液相与气相在多孔介质中的输运特征模型,结合Young-Laplace方程与Buckingham-Darcy定律得到了非饱和土的液相与气相的相对渗透系数模型。该模型仅包含2个参数,其物理意义明确且均可通过试验测得。最后通过8组试验数据对提出的模型进行验证,结果表明提出的模型可较好地描述非饱和土多相渗流特征,验证了其合理性与适用性。     

低渗煤层气藏气体KlinKenberg效应试验研究

采用低渗气体渗透率测定实验方法对东北地区的低渗煤样进行了煤层气KlinKenberg实验.研究了不同围压和孔隙压下低渗煤样单相气体KlinKenberg渗透率对气体渗透率的影响.发现在低渗煤样中气体KlinKenberg效应存在具有普遍性,并且气体KlinKenberg效应对气体渗透率贡献较大.KlinKenberg效...     

基于能量损失率最小原理求解稳定渗流场渗透系数

在基坑降水设计中,渗透系数的确定直接影响到降水方案的准确性、合理性以及可靠性,目前工程上通常采用现场抽水试验确定渗透系数,增加了时间成本以及工程造价,为此提出了 一种计算稳定渗流场渗透系数的有限单元方法.该方法无需进行现场抽水试验,并考虑了水跃现象的影响,基于能量损失率最小原理计算潜水含水层的渗透系数.采用该方法计算了...     

采用小波包熵度量入渗水量和试验尺度对土壤水运移非均匀特性的影响

土壤优先流是降雨和灌溉水在土壤中常见的运动形式,但如何准确描述土壤优先流的非均匀特征一直都是土壤水文学界的研究难点和热点。采用小波包熵(Shannon信息熵和log能量熵)对不同入渗水量和不同试验尺度条件下观测到的优先流运动进行了度量和分析,并将研究结果与采用基质熵和分形特征参数等度量的分析结果进行了比较。研究结果表明:①小波包熵可成功度量优先流的非均匀特征;②土壤优先流的非均匀特征随入渗水量的增大先增大后减少;③在研究尺度范围内,随着试验尺度的增大,土壤优先流运动的非均匀程度增加。