沙棘柔性坝对水流影响的野外试验研究

沙棘柔性坝是在砒砂岩地区沟道拦截泥沙的一种有效生物措施.本文通过野外试验,研究了沙棘柔性坝对水流的阻滞作用,探讨了沙棘柔性坝各种植参数对沟道水流水位及流速分布的影响.试验结果表明,沙棘柔性坝的存在增大了沟床的糙率及水流的阻力,可在坝前形成一定长度的壅水段,减小流速和水流的剪切力,有利于泥沙淤积;不同的种植参数(种植方式、种植密度和柔性坝坝长等)对水流的阻滞作用不同,对水流的阻滞作用影响最大的种植因子是柔性坝的坝长,其次是植物密度和种植方式.这些结论在砒砂岩地区沟道治理过程中,对于沙棘柔性坝生物工程的栽植可提供定性的指导与参考,但是沙棘植物柔性坝生物工程布置的具体定量数据还需进一步的探讨与研究.     

弯道水流纵向流速剖面的试验研究

弯道水流特性的研究一直备受重视,而弯道水流纵向流速的分布则是其重要研究课题之一.本文运用弯道概化模型试验,利用ADV采集三维流速数据,对弯道水流纵向流速沿水深的分布进行了系统研究,得到了纵向流速剖面沿程和沿河宽的变化.研究表明,由于弯道水流的复杂性,试图采用单一计算模式来描述弯道纵向流速沿水深的分布是难以实现的.合理的流速剖面公式应当考虑水流参数、弯道尺度和参照部位等的综合影响.研究为进一步深入探讨弯道水流特性奠定了基础.     

连续分布均匀沉水植被明渠水流流速分布比较

植被影响下的河道流速分布是评价河道行洪能力的重要指标,关系到河床稳定与河道安全。以连续均匀分布的沉水植被为研究对象,系统评述了国内外对河道植被水流流速分布的研究进展,从紊动特性阐述了流速分布剖面形成机理,剖析了分区流速解析模型和平均流速模型研究现状和存在不足,基于文献数据,评价了现有平均流速模型适用性及准确度,认为目前对于植被水流流速求解多集中于均匀流条件顺直型河道、植被类型及形态单一的连续均匀分布植被,未来流速模型应针对沉水植被阻力系数、植被影响下的河床应力、非均匀流状态及有限尺寸内柔性植被斑块等方向作进一步研究。     

灌木植被水流的流速垂向分布

速度分布是植被水流动力学研究的基础问题之一。与明槽水流的对数流速分布不同,植被水流在垂直方向差别较大,一般分为植间水流和植上水流两部分,垂向分布较为复杂。本文在考虑水流动量平衡的基础上,借助于混合长度紊流模型,并考虑植被形态的垂向差异,建立了表征流速垂向分布的微分方程;以灌木植被的形状为原型,在假定灌木直径垂向分布的前提下,得到了更为普适的流速垂向分布公式。将所得到的解析公式和室内试验数据及Baptist公式进行对比分析,发现本文公式与试验数据吻合得更好,能准确地反映植间流速的垂向变化。     

植被群落之间水流流速垂向分布计算方法

植被之间及其之上流速分布一直是湿地水力学和河流水力学的研究难点.将Darcy-Weisbach阻力因子与植被生态特征参数(植被直径、植被高度和植被空间间距)联系起来,建立新的阻力因子计算方法.将Darcy-Weisbach断面流速公式应用于植被之间流速垂向分布计算,利用室内水槽试验结果对其进行了验证,结果表明:改进后的...     

水轮机导叶出口流速分布规律的试验研究

本文从混流式水轮机导叶出口及轴流式水轮机转轮进口测流试验结果的分析入手,总结了导叶出口环量及流速分布的规律,分析了从导叶到转轮所经流道几何参数及形状对流速分布的影响,并进而提出了改变流道参数以改变流速及环量分布,改变叶片参数以适应该分布的新设计思路。     

地表糙率对坡面流流速影响的试验研究

地表糙率是影响坡面流流速特征及变化过程的重要因素。本研究采用变坡试验水槽在粗糙粒径(d≤10mm)、单宽流量(0.04~0.24 L·s-1·m-1)和坡度(2°~12°)范围内,利用定床阻力冲刷试验系统研究坡面流平均流速与粗糙粒径、流量和坡度之间的关系。结果表明:随着地表糙率的增加,水流克服阻力做功增加,能量降低,流速呈指数函数减小。地表糙率不同会导致坡面流速的主要控制因素不同,当粗糙粒径较小(0≤d≤2.5mm)时,糙率、流量和坡度对流速均有显著影响,解释方差分别为19.8%、44.8%和27.8%;当粗糙粒径较大(2.5d≤10mm)时,糙率和坡度对流速的影响很小(影响程度分别占8.8%和1.5%),流量为主要影响因素(占84.1%)。经多元回归分析发现,糙率对流速的影响最大(54.6%),流量次之(30.8%),坡度最小(6.6%),三者可以较好模拟定床条件下的水流流速(R2=0.919),且流速与糙率负相关,与流量和坡度正相关。该研究结果有助于深入了解不同糙率的定床阻力下坡面流流速的时空分布特征,为坡面土壤侵蚀过程物理模型的建立提供科学依据。     

淹没植被浅水明渠流的非对数流速分布规律

随着对生态环境的日益重视,有关植被的水力学研究近年来进展迅速.对于淹没植被,现有的研究一般认为植被表层水流仍满足对数分布.但在浅水情况下,表层水流流速明显偏离对数规律.本文首先通过改变表层水深、植被杆径和密度,开展了淹没植被浅水明渠流多工况水槽实验,并运用激光多普勒测速仪对垂线流速分布进行了测量;然后结合Prandtl...     

含沙量对高速水流空蚀影响的试验研究

本文在小型循环式水洞中试验研究了含沙量对高速水流空蚀影响的机理。首先,在小型循环式水洞的水箱内筒中人工配制了低含沙量、中含沙量、高含沙量的挟沙水流,用红外测沙仪测定了挟沙水流的含沙量,用压力动态数据采集系统量测了不同含沙量时空蚀区的压力;其次,为了探究含沙量对空蚀和磨蚀的影响,制作了不同龄期、不同配合比的混凝土试件,分别在空化区和空蚀区安装混凝土试件,使混凝土试件在不同含沙量工况下进行5 h的空蚀和磨蚀试验,通过混凝土试件每小时的重量损失来表征空蚀量和磨蚀量。试验结果表明：中值粒径d50 = 1.09 mm（沙粒）,含沙量S = 0 ~ 30 kg/m3工况下,水洞空蚀区各测点的压力和空化数随含沙量的增加而升高,促进了空蚀的发生;混凝土试件配合比、龄期不变时,混凝土试件的空蚀程度随含沙量的增加而加剧,空蚀范围扩大。较高强度配合比的混凝土试件在不同含沙量时的抗空蚀能力优于较低强度配合比（的混凝土试件,且含沙量越高,其抗空蚀能力的差距越明显;随着养护时间的延长,混凝土试件在不同含沙量的抗空蚀能力也在增强;相同试验历时的混凝土试件磨蚀量远小于空蚀量,意味着含沙高速水流对混凝土试件的空蚀作用远大于泥沙的磨蚀作用。     

分析二维河流水质试验数据的相关系数极值法

提出了一种在污水排放位置坐标为未知情况下可以分析二维河流水团示踪试验数据,确定河流横向扩散系数、断面平均流速和污水排放位置坐标的方法.将描述岸边连续恒定排放污水的二维河流水质状态随时空变化的解析解进行适当变形,得到了两个水质观测横断面上的直线方程.由于直线方程的自变量中含有未知的污水排放位置的横坐标值.利用相关系数极值法计算该值,然后,利用直线图解法或一元线性回归法分别计算两个断面上的直线方程中的常数.由这些常数的表达式可以推导出计算横向扩散系数、断面平均流速和污水排放位置纵坐标值的公式.最后,利用算例说明了方法应用的具体步骤.     

弯道水面横比降沿程分布特性研究

弯道的水力特性一直备受人们重视.河湾水面横比降则是其重要研究课题之一.目前弯道水面横比降的计算公式多只适用于弯顶部位.现场与试验资料均显示,弯道水面横比降是沿程变化的,一定条件下可能还相当明显.本文通过弯道水流模型试验,对该课题进行了系统研究,得到了弯道水面横比降沿程分布特性及其统一计算公式.通过与实测资料和前人成果的比较,说明本文公式更为简单适用.为进一步研究弯道的水力特性奠定了理论基础.     

高流速含沙浑水体流变特性试验研究

加速行进中的洪水具有高含沙、高流速和粗粒径的特点,而针对洪水的流变特性研究关注点多为高含沙量,忽略了高流速即高剪切速率的特点。以黄河下游泥沙为研究对象,系统地研究了高流速剪切条件下含沙量、剪切模式、温度和盐度对流变特性的影响。结果表明,在高流速剪切条件下（剪切速率≥ 1200 s-1,对应线性流速为3.6 m/s）,含沙量在106.64 ~ 957.83 kg/m3范围内的浑水体符合牛顿流体的应力本构关系,不存在屈服应力,表观黏度与含沙量呈指数关系。温度降低并未改变浑水体的流变特性,但会使其表观黏度增加,且温度越低黏度增幅越大,浑水体黏度增大梯度约为等温度清水的数倍至十几倍。盐度变化对该测试浑水体的表观黏度和流变特性影响甚微,可忽略不计。本研究结果可为高流速水流挟沙和远距离输沙研究提供理论参考。     

基于前推回推的重复接地配网潮流算法

配电网中与中性线和重复接地有关的物理量对于电能质量和系统安全至关重要。目前关于这方面的计算研究不多,而且仅有的方法存在错误和不足。针对这种情况,基于重复接地三相四线制配电网详细模型,提出了一种改进的基于前推回推的重复接地配电网潮流算法。该方法将接地阻抗视为恒阻抗负荷,且对不完全支路和未接中性线的中性点进行特殊处理。改进的方法准确地反映了配网的实际模型,能准确的计算中性线和重复接地有关的物理量。该文以一个重复接地的低压29节点不平衡配电系统作为算例,仿真结果验证了该文算法的有效性、准确性和通用性。     

基于前推回推的重复接地配网潮流算法

配电网中与中性线和重复接地有关的物理量对于电能质量和系统安全至关重要.目前关于这方面的计算研究不多,而且仅有的方法存在错误和不足.针对这种情况,基于重复接地三相四线制配电网详细模型,提出了一种改进的基于前推回推的重复接地配电网潮流算法.该方法将接地阻抗视为恒阻抗负荷,且对不完全支路和未接中性线的中性点进行特殊处理.改进的方法准确地反映了配网的实际模型,能准确的计算中性线和重复接地有关的物理量.该文以一个重复接地的低压29节点不平衡配电系统作为算例,仿真结果验证了该文算法的有效性、准确性和通用性.     

The influence of steam velocity on heat transfer during condensation on a horizontal cylinder placed in transverse flow

Results from a research work on studying the effect of steam velocity on heat transfer during steam condensation on the surface of a horizontal cylinder are presented. An approximate model of interphase friction is proposed, using which the heat-transfer coefficients averaged over the cylinder surface are calculated. The calculation results are compared with the available experimental data obtained in a wide variation range of velocities and pressures.     

基于压缩感知图像分析的河流表面流速估计方法

提出一种新的非接触式河流表面流速估计方法。以水流图像的特征识别为基本原理,通过图像采集和预处理、对应类别标签与流速关系映射表的建立及数据分析等技术方法的集成,建立一套河流表面流速估计方案。选择位于湖北省通山县境内九宫梯级水电站所在的宝石河二级支流——界牌河作为实验对象,利用所提特征约束组稀疏分类器（GSCFC）进行数据分析得到表面流速范围,实验验证了压缩感知图像分析方法用于河流表面流速估计的可行性。此外,将GSCFC与经典的稀疏表示分类器（SRC）和抗噪性正则化编码分类器（RRC）进行对比可得,GSCFC对于水流图像具有鲁棒的鉴别力,且其综合性能明显优于SRC和RRC。