丁坝附近垂线平均的二维流动计算

矩形河渠中丁坝附近垂线平均流速和床面剪切应力分布可用垂线平均的二维模型进行计算，该模型运用混合有限差分格式和迭代法求解水流和湍流输移的控制方程，由于坝头附近区域受流线弯曲的影响，在ｋ－ε湍流模型中引入了一个修正系数，这与以前的数值计算方法相比，流速和流线图的计算与试验数据间的吻合程度得到了明显改善，实际表明，该区域的床面剪应力主要受三维流动的影响，引入一个三维修正系数可大大地改善床面剪应力计算值，     

井柱桩透水丁坝上游水面线计算方法探讨

通过建立概化水流分区模型,提出了井柱桩透水丁坝上游水面线的计算方法,应用情况表明:①除去河道本身的断面形状外,影响上游壅水区水面线的因素包括井柱桩透水丁坝上游的来流量、坝体垂直于水流方向上的投影长度、井柱桩的桩径和间距、河道底坡及糙率等;②井柱桩透水丁坝坝前壅水区和束窄河床区的河道糙率因水流特征的不同而不同;③为加速函数的收敛,建议在试算过程中以上一段末端水深为初值利用牛顿法进行迭代求解.     

天然河道淹没丁坝群水流计算平面二维流带模型

本文对天然河道淹没丁坝群水流二维计算进行了研究和探讨，提出了淹没丁坝群水计算平面二维流带模型，此模型基于绘制水流平面图的基本思想，将天然河道水流划分为一定数量的流带，在每条流内用差分法求解水流运动方程式和连续方程式，在运动方程式中首次考虑了淹没丁坝的局部水头损失，以根据淹没丁坝对水流的影响，同时为进行数值计算提出了一系列处理办法，此法经湘江下摄司河段和长江八卦洲河段的实测模型试验资料验证，计算值和     

淹没丁坝端坡对附近水流结构的调整作用

工程应用中的丁坝往往具有一定的端坡,而且经常处于淹没状态。为了研究端坡对淹没状态下丁坝附近水流结构的调整作用,采用水槽试验和三维浅水模型相结合的方法,分析淹没时丁坝阻水面积相等条件下坝头直立和具有一定端坡时丁坝附近的表层平面流场、底层平面流速分布和底层切应力分布情况。结果表明:淹没程度?H/H?0.17时,丁坝下游仍出现回流区,端坡系数m等于1时相对回流长度和坝头附近流向偏角最大;存在一定端坡时,坝头附近临近底床平面强流速范围和底床切应力范围显著减小或消失,m等于7时能够将丁坝附近流场调整得较为均匀。     

水力坡度对淹没单丁坝近区水流结构的影响

采用超声波水位和PIV流速测量技术,在U形水槽中试验研究了不同水力坡度下淹没单丁坝对水流的影响。同一水力坡度,丁坝上游横比降沿程逐渐增大,丁坝下游横比降沿程逐渐减小。不同水力坡度,随着水力坡度的增大:① 丁坝附近的水位、横比降、淹没程度和丁坝迎水面与背水面的水位差逐渐减小;② 丁坝上游最高水位位置向下移动,丁坝下游水位恢复点位置向上移动;③ 断面平均流速及最大流速逐渐增大,但最大流速出现的位置基本不变;④ 漩涡流速分布较相似,但漩涡强度增加,坝后漩涡中心逐渐向下游对岸移动。当水槽坡度为-1‰~1‰时,淹没丁坝对丁坝上方5 cm处的剖面水流影响较小;当水槽坡度为2‰时,淹没丁坝对丁坝上方5 cm处的剖面水流影响较大;当水槽坡度为1‰~2‰时,淹没丁坝对水流结构的影响可能存在1个临界变化点。研究结果有助于对河床演变及海岸工程等复杂水环境问题的深入探索。     

天然河道淹没丁坝群水深平均平面二维数学模型研究

本文根据平面二维水深平均水流运动方程组，利用控制体积法离散方程 并运用SIMPLER程式求解，研究了天然河道淹没了丁坝群水流计算平面二维数学模型，针对正交丁坝和非正交丁坝提出了各自的处理办法，同时分析计算河道进口流速分布规律，此数学模型经水槽试验资料和长江八卦洲河段物理模型实测资料验证，计算值和实测值符合良好。     

漳河下游河道水沙运动数值模拟

本文以漳河京广铁路桥以下河段为例,采用一维与二维水沙运动数学模型,对同时具有冲刷基点及丁坝群的河段的水沙运动特性进行了数值模拟.在数学模型中,采用宽顶堰公式模拟基点对水流运动的作用,在数值计算中,采用曲线网格处理丁坝群附近的复杂边界条件,用有限体积法将直角坐标系上的控制方程直接在曲线网格上进行离散求解.利用实测资料进行了验证计算,计算所得的水位、河床冲淤变形与实测成果吻合较好.     

非淹没丁坝端坡对附近水流结构的调整作用

为了研究非淹没丁坝端坡对水流结构的调整作用,采用水槽试验和三维浅水模型相结合的方法,比较丁坝阻水面积相等条件下端坡系数分别为0,3,5和7时丁坝附近的表层平面流场、底层平面流速分布和底层切应力分布情况.结果表明:(1)端坡系数的增加使得丁坝下游表层相对回流长度和相对回流宽度减小;(2)端坡的存在能够显著减小底层平面强相对流速范围和强相对切应力范围,且端坡系数越大效果越明显.     

丁坝对弯道水流特性影响分析

丁坝有调整河道流势的作用,是常见的水工构筑物。文章通过实验分析河道丁坝布设位置对弯道水流特性的影响。结果表明：丁坝的布设离弯道入口越近,处于坝前的水流流速越小,处于坝头的水流流速越大;短丁坝设置在弯道45°位置和90°位置时,左岸水流流速呈先减小再增大趋势,右岸水流流速呈先增大再减小趋势。以上研究可为丁坝建设工程提供参考。     

淹没丁坝附近三维水流运动大涡数值模拟

通过大涡数值模拟研究了丁坝附近水流特性。在数值模拟过程中基本方程采用大涡模拟方程,由Smagorinsky模型得到小尺度涡粘性系数,在此基础上给出了大涡模拟数值计算方法;并利用试验观测数据,验证了数值模拟结果,同时比较了上挑、正挑、下挑3种淹没的不透水丁坝附近水流特性     

丁坝对弯道水流水力特性影响的研究

针对丁坝对弯道水流水力特性影响的问题,建立了相应的概化模型,通过数值模拟的方法,利用RNG k-湍流模型封闭Reynods方程,VOF法追踪自由表面,通过有限体积法离散求解,模拟研究了不同弯道中心角情况下,丁坝对弯道水流横向水面超高和流速场的影响。结果表明:在丁坝影响下,弯道水流水面横比降计算公式需要进行修正,应当考虑丁坝对河道的束窄、丁坝尺寸和弯道角度等综合因素的影响。     

群桩不同空间分布对周围水流的影响研究

通过修改丁坝的渗透性或布局来实现在结构物周围湍流较少的情况下，平稳降低主流到河岸的速度。但群桩丁坝中的桩布置类型对下游水流结构有显著影响。然而，这些影响尚未得到充分的研究。基于实验不同群桩丁坝对水流特性的影响，考虑了两种类型的桩排列，即直线排列和交错排列，旨在寻求群桩丁坝中桩布置的有效设计，减少结构周围产生低湍流的平滑水流。研究结果表明，与直线排列结构相比，交错式结构下，从主流流向河岸的水流逐渐减速，结构物后面的低速场更长，结构物周围的湍流急剧减少。     

护岸式铅丝笼丁坝挑角的选择

通过室内模型试验,研究了不同挑角时丁坝附近的水流结构、坝后回流区及自由水面的变化情况,以及不同挑角丁坝附近局部冲淤变化的规律。结果表明:随着丁坝挑角的增大,坝上游流速减小区范围扩大,坝头流速变幅增大,坝后回流区长度和宽度均有所增大,坝头水面比降也增大;结合实际工程经验,建议护岸式铅丝笼丁坝的挑角宜设计为下挑45°。     

水力插板透水丁坝水流结构随透水率的变化规律研究

为了研究水力插板透水丁坝水流结构随透水率变化的规律,采用ANSYS FLUENT 15. 0,基于RNG k-ε湍流模型,对不同透水率下透水丁坝周围的流场进行三维数值模拟。结果表明,透水丁坝坝体前后压差随透水率的增大逐渐减小,上游坝根处压强最大,坝头下游侧附近压强最小,坝根和坝头部位易发生水毁。回流强度随着透水率的增大逐渐减弱。当透水率达到40%时,回流基本消失,坝后为一个缓流区。不同透水率下水槽同一横断面处流速分布规律相似。随着离丁坝侧河岸距离的增加可划分为流速缓慢增大区、流速迅速增大区和流速稳定区。随着透水率的增大,主流区流速逐渐减小,坝后作用区流速逐渐增大。研究成果能够为透水率这一重要工程设计参数的合理选取提供参考,实际应用中推荐透水率为30%。     

桩柱透水丁坝水流特性试验研究

在前人研究的基础上,结合室内试验,对桩柱透水丁坝附近水流特性进行了探讨.由不同透水率的丁坝试验结果,绘制透水丁坝附近流场分布图,得出透水丁坝的流场分布规律,分析了平轴螺旋流产生的机理,并给出了透水丁坝附近流场分区划分方法.同时发现坝后回流随着丁坝透水率的增大而逐渐消失,缓流状态下,透水率在20%-30%之间时,透水丁坝坝后回流现象消失,随之出现了一个流速减小区.通过量纲分析给出了该流速减小区长度的计算公式,公式与试验数据拟合良好.     

北江大堤大塘-绥江口河段险段整治动床试验研究

在以往研究的基础上，对试验河段近年的河床演变进行了进一步的分析计算，指出近10年试验河段的河床演变主要是在无序的人为挖沙等人类活动影响下的河床下切，并使北江大堤原有的河道险段进一步加剧；根据试验研究河段的水文、泥沙特点，合理的设计模型和选配模型沙，并进行水流和泥沙冲淤的率定和验证；以定床试验推荐的较优的整治工程方案为基础，通过动床试验的进一步验证和调整，推荐的长谭、芦苞、黄塘和洪潭等险段的整治方案可作为北江大堤加固达标设计的依据。     

丁坝局部冲刷研究现状与展望

分别从丁坝附近水流结构、回流区范围、坝头局部冲刷机理、坝头局部冲刷影响因素和坝头最大冲深计算公式5个方面回顾了丁坝冲刷研究成果,认为:①水流结构是开展后续研究的基础;②相对回流区长度与断面缩窄比是否存在相关关系、相对回流区长度野外观测值与概化公式为何差距甚远、对坝头局部冲刷有重要影响的各因素中哪一个或哪几个占主导等问题尚无定论;③对于坝头局部最大冲深影响因素的研究甚多,但有些因素的研究结果不一,还有一些对冲深有重要影响的因素研究很少;④丁坝坝头局部最大冲深的计算公式一直存在理论性不强的缺陷。     

坝

拦截江河渠道水流以抬高水位或调节流量的挡水建筑物。调整河势、保护岸床的河道整治建筑物也称坝，如丁坝、顺坝和潜坝等。     

深水航道整治中新型结构淹没丁坝水流力特性研究

为研究新型结构淹没丁坝的水流力特性,基于有限体积法与自由液面捕捉法,通过流体计算软件Fluent建立三维数学模型对不同流速、水深与坝长条件下新型结构齿形丁坝的水流力特性进行研究。同时,设计了比尺为1:50的物理模型对不同坝长条件下新型结构丁坝水流力进行补充验证,数值模拟结果与试验结果符合良好。研究不仅得到了丁坝流场流速与水深的分布规律,同时分析了不同流速、水深与坝长条件下新型结构齿形丁坝的水流力响应规律,进而通过量纲处理分析了相对坝长与淹没度对水流力系数的响应规律,通过独立化分析的方法分别探讨了相对坝长与淹没度对丁坝水流力系数的敏感性。研究成果为新型淹没丁坝在长江南京以下12.5 m深水航道整治工程的应用提供一定的技术支撑与科学指导。     

3种紊流数值模型模拟明渠丁坝三维水流初探

采用3种不同的紊流数值模型:标准k-ε模型、k-ω模型、Reynolds-Stress模型(RSM模型),以VOF方法来处理自由的表面,数值模拟了明渠中丁坝水流的流动,并且在5个不同的断面上与实验的资料进行了比较,算出了它们各自的误差,结果表明:标准k-ε模型可以比较准确地模拟明渠中丁坝绕流的情况.