子格（SGS）模型在内流湍流中的大涡模拟

本文将子格模型应用于大涡模拟，对直方管，弯方管和弯曲槽道内充分展湍流，进行了数值模拟，并将所得的结果与实验数据作比较，计算表明，应用于子格模型的大涡模拟可以用来模拟比较复杂的内流，研究湍流运动的结构，检验湍流模型。     

用大涡模拟方法数值模拟Spar平台涡激运动问题

该文采用基于开源代码计算流体力学工具包Open FOAM开发的船舶与海洋工程水动力学求解器naoeFOAM-SJTU,对一座Spar模型的硬舱部分进行了涡激运动的数值模拟。采用大涡模拟方法数值模拟了不同折合速度下Spar模型的涡激运动情况,并与Finnigan等[1,2]的模型试验结果作了对比和分析,证明了求解器naoe-FOAM-SJTU在模拟涡激运动方面的可靠性。     

应用K—ε模型模拟三维分层流

本文引用涡粘性和涡扩散的假定建立了模拟分层流Ｋ－ε模型。该模型综合考虑了分层流的特点和密度变化的影响。并对ｖｔ中的Ｃμ进行了浮力修正。从而建立的数学模型出发，采用ＳＩＭＰＬＥ方法求解速度和压力耦合的方程组，模拟了矩形池的流场、温度场及温差分层流、计算模拟温度场分布与实验观测基本符合，并较好地反映了分层流的密度效应。     

分层流中涡对演化特性数值研究

该文采用基于RANS方程及多相流理论的分层流数值模拟方法,以点涡对为数学模型,对水下涡对在诱导速度的作用下向自由面运动演化的情况进行了模拟,并分析了分层流形式及分层密度梯度对旋涡传播演化特性的影响规律。     

基于SST-IDDES方法的深吃水半潜平台VIM响应特征分析

深吃水半潜平台涡激运动问题对平台的正常作业会产生不利影响。很多学者对涡激运动问题已进行了模型试验和数值模拟研究,研究发现湍流模型对数值模拟的结果有很大的影响。该文基于剪切应力输运(shear stress transport,SST)改进的壁面延迟分离涡方法(improved delayed detached eddy simulation, IDDES),在近壁面流域采用SST模型,在其他区域采用大涡模拟求解流场,模拟深海环境下深吃水半潜平台从"预锁定"到"锁定后"范围内折合速度下的涡激运动响应,研究了深吃水半潜平台主尺度参数对涡激运动响应的影响。该文为涡激运动研究提供了一种方法,可为深吃水半潜平台结构主尺度设计提供参考。     

前坪水库高水头分层取水水温分布研究

高水头大型水库下泄水温对农业灌溉和河流水生态环境影响很大,分析研究高水头水库的水温垂向分布规律及分层取水对放水温度的影响,可以为水库的设计与调控提供科学依据。以前坪水库为研究对象,采用DELFT3D FLOW软件建立其库水温度计算模型,分析了高水头大型水库在分层取水与单层取水两种不同取水方式下的排水温度。该模型选取海洋温度模式,并收集周围气象站的多年平均资料作为背景数据;以水库丰、平、枯、特枯四个典型年份的水文资料为初值条件,上游天然水流入、下游取水出流为边界条件。分析结果表明,采用分层取水方案时,排水温度较为接近自然河水温度,可满足各种作物灌溉需求。     

高坝大库分层取水措施比选研究

为了合理选择大型水库分层取水措施并进行下泄水温对生态环境的影响评估,采用MIKE3数学模型方法,模拟某高坝大库分别采用单层进水口、两层进水口、叠梁门多层取水等3种不同电站取水方案的水库水温结构及下泄水温,对比分析不同分层取水措施对下泄水温的调节作用和对下游生态环境的影响。结果表明分层取水措施能有效提高水库泄水温度,减缓水库下泄低温水的影响;叠梁门结构能够实现表层取水,对水库低温水的改善效果要优于多层进水口结构。     

槽道中方形障碍物绕流的大涡模拟

本文应用二阶全展开ETG有限元离散格式与大涡模拟相结合的方法对固定在槽道一侧的方形障碍物的绕流进行了数值模拟，计算了雷诺数为40000的湍流情况下的绕流流场，将模拟结果与实验结果及他人的数值结果进行了对比，符合较好，表明大涡模拟与所论的具有较高精度的数值算法相结合，适合于具有大尺度涡的绕流运动流场的分析。     

光照水电站分层取水进水塔快速施工技术

光照水电站进水口为国内建成的首个采用叠梁门方式分层取水结构的大型进水口工程，与单层取水进水口相比具有结构复杂、施工难度大等特点。本文对分层取水结构进水塔的关键施工技术进行了详细介绍。     

分层环境中水库密度流运动特性研究

该文采用水槽试验对稳定温度分层水库的密度流运动进行了模拟.通过不同的试验方案,模拟了不同温度分层条件下密度流运动形态,分析了水体分层强度和出口条件对密度流运动的影响,并在此基础上,对不同水库运行方式下密度流运动特征进行了模拟研究.该文研究结果为水库水质、水生环境管理与调度以及水库应急预警方案的制定提供了参考.     

分层水库不同高程孔口泄流的分层流特性研究

分层型水库中不同高程孔口泄流是否能形成稳定的库内分层流对于水库水质分层泄流调控具有重要意义。针对狭长窄深分层型水库,采用垂向二维水温分层流模型对不同高程孔口泄流条件下的库内分层流进行了模拟,获得了表孔、中孔及底孔泄流所形成的分层流型态特性。初步研究表明:对于稳定分层型水库,各高程孔口泄流基本能在对应孔口吸出厚度层形成较稳定的水温分层流,且吸出厚度在空间分布上相对稳定,受其他水层影响相对较小。该结果为有针对地通过不同高程孔口泄放水库中的劣质水层创造了条件,有望为实现水库水质改善探索新的途径,并为水库多目标综合调度提供科学决策依据。     

冷却池试验模型律探讨

我国现用的冷却池模型试验方法和模型与原体的水温换算关系，是由系统的总体热平衡关系求得的，没有考虑水流内部的运动关系。本文用常规的方法，从运动方程出发推导模型试验相似律，考虑了水流的运动结构；包括温排水的近区和远区，分层和不分层等差别。提出模型中弗劳德数和密度弗劳德数必须同时与原型相等。在原体气温和试验室的气温相差较大时，必须考虑水的密度随水温的变化。因此本文提出的原型和模型水温的换算方法，将和现有方法有明显差别。     

THREE-DIMENSIONAL NUMERICAL SIMULATION OF BOD-DO FOR LARGE RESERVOIR

1 .　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＢｅｃａｕｓｅｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｂｕｉｌｔａｎｄｂｕｉｌｄｉｎｇｌａｒｇｅｄｅｅｐｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｉｎＣｈｉｎａ ,ｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆＢｉ ｏｌｏｇｉｃａｌＯｘｙｇｅｎＤｅｍａｎｄ (ＢＯＤ)ａｎｄＤ     

控制幕运行方式改善下泄水温及其成因研究

控制幕取水方式能够有效地减缓温度分层型水库下泄低温水对下游生态环境的不利影响,但目前缺乏控制幕运行方式下泄水温规律的试验研究以及对下泄水温成因的分析。本文基于某水库水温资料,首先通过试验探讨不同控制幕运行方式对下泄水温的改善效果,总结下泄水温规律。其次,利用三维数学模型进行精细模拟,分析控制幕表层和底层同时过流运行方式的流动规律,探讨下泄水温成因。结果表明:控制幕表层过流运行方式能够显著提高下泄水温;采用控制幕表层底层同时过流运行方式时,主流区位于控制幕顶部和底部,下泄水体主要由表层高温水与底层低温水掺混而成,下泄水温取决于所取表层高温水和底层低温水的掺混比例。研究成果对温度分层型水库控制幕取水的运行调度具有重要意义。     

基于人工光源加热的水库水温结构模拟技术探索

按照光谱一致原则,选择镝灯作为能量来源模拟太阳辐射,对水库水温结构的模拟技术进行探索性研究。通过镝灯来模拟太阳辐射对水面进行照射可以形成一定的垂向水温结构,观察镝灯对水面下水体的加热效果,发现数倍于自然太阳辐射强度的光源在数小时内,水体明显温升的范围约为水面下约20 cm,对更深处水体的加热效果十分有限。因此,水面热交换下水库水温分层结构的试验模型,可考虑利用镝灯对表层水体可快速加热的特性,根据水平变态比尺进行设计。根据综合参量的概念引入太阳净辐射通量系数Φ和水面综合散热系数K,并对其相似性进行了初步推导。在基础水温相等的情况下,原型与模型的太阳辐射通量吸收能力和水面综合散热能力均呈λ_Φ=λ_K=λ_l~(1/2)比例关系。     

CALCULATION OF THERMAL AND SALINE TURBULENT FLOW BY k-ε MODEL

1 .　INTRODUCTIONStratifiedflowisakindofflowthatcontainsdensitygradientinthespace .Itisaverycommonphenomenonofflowinginnaturalenvironment,nearthedischargeexitofsewageinthecity ,inthepondusedinindustryandintheriver ,thelakeandthesea ,whereconsistence ,thermalordensitystratificationcanbeformed .Itiswellknownthatdensitystratificationwillexertastronginfluenceonturbulentmixing ;ifthethermalstratificationisexistentatthesametime ,thestateofstratificationwillchange .Ontheotherhand ,changeofthesta…     

低含沙量异重流运动规律及其对水温分布的影响

当挟沙水流进入清水时,在特定的条件下会潜入底部向前运动,形成浑水异重流。水库水温分层使得水体密度在垂向出现差异,低含沙量浑水形成的异重流与周围水体密度接近,因而在运动过程中会受到垂向温度分层的干扰。浑水异重流是泥沙运动的特殊形式,还可能改变环境水体的温度,是水库调水调沙必须考虑的因素。该文应用水槽试验结合数值模拟,探究了水温分层条件下低含沙量异重流的运动规律及其对水温分布的影响。结果表明,异重流潜入点处形成回流,交界面以下含沙量以均匀梯度增加,前锋运动速度沿程不变;中层异重流不改变水温分布,而底层异重流则会对水温结构造成破坏,使得水温分布由分层型转变为混合型。     

梯级水库三维环境流体动力学数值预测和水温分层与累积影响规律研究

该文应用美国三维水环境流体动力学模型(简称EFDC模型)对特大型水库进行了水流水温数值耦合预测计算,深入研究了水库的水热循环规律,并对分层型水库的水位、流速和水温分布规律进行剖析。在梯级水电站联合运行环境下,重点分析了高坝大库水温分层规律,探讨了建库前后的水温变化规律和梯级水库建设的累积影响,为调整梯级水电规划方案提供科学决策依据。     

挟沙水流运动特性的探讨

本文引用大气边界层的混掺长度表达式作为挟沙水流近壁区的混掺长度，从挟沙水流总切应力平衡方程导出了近壁区的流速分布公式，通过比较验证后推广到整个水深范围，进而使用该公式导出了挟沙水流主流区以上的混掺长度、动量交换系数和整个水深的垂向紊动强度公式，并由后者得到了垂向紊动强度增减的临界条件，前两者与水槽资料点绘的结果吻合良好．     

分层型水库取水水温量纲分析及其影响因素研究

水温分层作为影响库区水生生态系统的重要因素逐渐成为研究热点。影响下泄水温的主要因素包括:坝前水温梯度、取水水头、取水流量、取水口宽度、温跃层厚度、重力加速度等。通过量纲分析法,基于π定理尝试建立了溢流式分层取水下泄水温估算模型。采用SAS 9.3统计软件对实验数据进行了回归分析,提出了下泄水温估算方程,相关系数达到95.6%。研究结果表明,水温梯度项为下泄水温估算的最主要因素,其次为取水水头项,最后为流量项;随着坝前水温温跃层强度增大,下泄水温升高,且强度越大,对下泄水温的影响越显著;下泄水温随取水水头的增加而降低,下泄水温降低幅度明显小于取水水头变幅;当取水流量逐渐增大时,下泄水温逐渐升高,但取水流量大于临界值时,下泄水温转而表现出缓慢下降趋势;在本文研究范围内,估算方程可以用于较好地预测下泄水温,预测结果与实验数据的相关系数为99.4%。