长江口南支非均匀沙垂向分层的数学模型

本文在实测资料分析的基础上提出：河口地区瞬时含沙量的变化主要取决于泥沙沿垂线方向的扩散和沉落。对非恒定垂向二维泥沙扩散模型进行了简化，主要考虑其沿垂线方向的运动。     

植被群落之间水流紊动强度垂向分布规律探讨

以生态特征参数不同的植被群落为研究对象,在室内水槽中种植灌木、芦苇和灌木-草本植被混合群落,利用多普勒流速仪沿程测量各测点瞬时流速,基于河流动力学和紊流力学理论,将水流紊动强度表达为植被直径、水流绕流阻力因数、植被直径梯度和水流绕流阻力因数梯度的函数,比较不同类型植被群落之间水流紊动强度垂向分布规律的差异。结果表明,灌木完全淹没时,紊动强度在垂向上最大值位于灌木冠层顶端区域,极小值位于茎杆向冠层过渡区域。植被群落水流紊动强度垂向分布曲线上存在三个拐点,即茎杆向冠层过渡处、植被偏转点和植被冠层顶端。     

潮流对渤海浮游植物垂向分布的影响

该文利用三维动力生态耦合模型研究了水体紊动对甲藻和硅藻垂向分布的影响过程,分析了涨落潮对甲藻、硅藻不同影响特性的机理.结果表明,潮流紊动明显影响了浮游植物（如硅藻）的垂向分布.紊动在合适的光照和营养条件下能促使赤潮的形成.紊动对浮游植物垂向分布影响机理能很好地解释河口春季赤潮形成的原因,为进一步深入研究赤潮的发生规律提供动力依据.     

环翼式桥墩挡板形状对垂向水力特性的影响

根据桥墩局部冲刷机理,通过桥墩加装环翼式挡板减小局部冲刷的试验研究,分析了加装环翼式挡板后,水流在桥墩四周的垂向水力特性。试验结果表明:桥墩迎流面中心线的垂向速度在安放挡板位置处有拐点。3种形状的挡板中,形状为A1的挡板的近底垂向流速减小幅度最大,影响水流紊动宽度也最大,同时表层垂向紊动强度、近底垂向紊动强度减小幅度也最大。利用CFD软件进行数值模拟分析发现,与物理模型所得结果相吻合。     

泥沙对水流紊动影响的进一步分析

泥沙颗粒对水流紊动的影响是水－沙两相流运动的重要问题之一。本文针对这一问题，从水流紊动的起因出发，分析了泥沙影响水流紊动的基本途径和方式，结合实验资料，主要对含沙量和泥沙粒径影响水流紊动强度的机理进行了探讨。从不出现尾涡脱落的至少能响应一部分大尺度涡的基本条件出发，得到了泥沙颗粒抑制或增强紊动的判别条件，并得出结论：因含有沙粒、水流紊动存在着被削弱、增强、或局部削弱、局部增强３种情况，表面在不同的     

长江口细颗粒悬沙浓度垂向分布

在长江口利用“声学悬沙观测系统”观测到大潮四种典型的高时空分辨率细颗粒悬沙浓度声学向分布图和垂线分布曲线，悬沙垂线分布曲线表明：（１）在涨潮地１形，沙２的垂向变化梯度小。（２）在涨急时呈射流形射流顶的悬沙分布达１０ｇ／Ｌ悬浙江省 浓度的垂向变化梯度大。（３）在落潮时从水面到水底悬沙浓度按指数增加，可能代表恒定均流中悬沙处于平衡条件的分布，泥沙垂各扩散系数εＳ在数值上大约是泥沙颗粒沉降速度ωＳ的两部     

生物膜泥沙床面对水体紊动影响的实验研究

泥沙床面生长生物膜后水流紊动特性将发生变化,进一步影响到泥沙的起动,悬浮和输移特性。本文采用d500.1 mm的天然沙,对相同水流条件下无生物膜生长和有生物膜生长床面以上的水流内部结构进行研究。实验中采用多普勒声学流速仪(ADV)测量了垂向流速,对比分析了生物膜生长前后,时均流速、雷诺应力、紊动强度以及紊动猝发事件在垂向上的变化,并初步分析了这些变化对泥沙运动的影响。结果表明:生物膜生长后,同流量条件下的垂向平均流速增加,床面阻力减小;对比无膜沙床面,有膜沙床面在发生冲刷的水力条件下,雷诺应力、紊动强度均有所减小,从而会影响到悬沙的浓度分布;同时猝发事件发生率在垂向上的变化也使得生物膜泥沙床面的泥沙起动更加困难。     

水体紊动对黏性泥沙絮凝影响研究

紊动水流中黏性泥沙絮凝沉降对河口海岸黏性泥沙输送过程起着十分重要的作用。建立了均匀各向同性紊流中黏性泥沙絮凝沉降的三维格子玻尔兹曼数学模型,模拟不同紊动剪切率对黏性泥沙絮凝过程的影响。模拟结果表明:随着紊动剪切率的增加,计算区域内絮团形成所需的时间先减少后增加,黏性泥沙沉降速度也呈现先减小后增大的趋势,剪切率的转折点在200s-1左右,与已有观测结果一致。模拟结果反映了低强度水体紊动对絮凝有促进作用而高强度水体紊动对絮凝有抑制作用。     

紊动和温度联合作用对黏性泥沙絮凝沉降影响试验研究

河口海岸地区,黏性泥沙絮凝沉降特性对泥沙输移起着重要作用。影响黏性泥沙絮凝的因素很多,其中水体剪切和温度是两个重要因素。利用一种温度和紊流同时可控的泥沙沉降观测实验装置,以高岭土为实验材料,研究了紊动和温度联合作用下对黏性泥沙絮凝沉降的影响规律。研究发现弱紊动条件下,随着温度的升高,高岭土浓度变化越快;强紊动条件下,温度对浓度变化的影响不明显。絮团粒径随温度升高而增大,随着紊动强度的增加先增大后减小。相同剪切率条件下,絮团沉降速度随温度的升高而增加;相同温度条件下,絮团沉降速度随紊动强度的增加先增大后减小,主要是由于小剪切强度条件会促进絮凝,而剪切率增大能抑制絮凝,导致大絮团破裂形成小絮团。     

泥沙制紊动力分析和计算方法

首次从理论上较深入地分析了泥沙影响紊流运动的力学机制，指出了泥沙惯性可能是制紊的主要因素。从现有一些试验结果的对比、综合出发，论证了含沙质量与紊动强度、涡动尺度，扩散率、临界雷诺数、利查逊数的内在关系，并提出了计算挟沙紊流特征量及水沙能量分配比的方法，文末据范诺尼槽流试验资料，算得了紊流的各基本特征量。     

低浓度固液两相流中泥沙对紊动水流结构的影响

引入摄动分析的理论,尝试定量地描述紊动水流和悬移质泥沙之间的相互作用．应用悬移质泥沙浓度垂线分布公式［１］,分析由此产生的附加雷诺应力,得出了被摄动的速度分布,统一了现有挟沙水流速度分布的两种模式,与文献［２］中已经过验证的速度分布规律十分吻合．用这种分析方法得到的结果是对文献［２］中结果的理论解释,它不仅有助于我们理解低浓度固液两相流流动的复杂机理,而且为进一步的分析和研究提供了一个有益的框架和思路．     

分层型水库垂向水温分布模型解析解研究

分层型水库垂向水温计算常采用垂向水温分布模型的数值解法或经验公式法,数值解法计算工作量较大,经验公式法简便但不能随便移植使用。在Huber和Harleman建立的垂向一维水库水温模型的基础上,简化模型结构和部分参数,推导出垂向一维水库水温分布模型解析解,并用二滩水库的实测水温资料验证了解析解,得到了较好的效果。提出的垂向一维水库水温分布模型解析解法可用于深水型水库垂向水温分布预测。     

低浓度固液两相流中泥沙对紊动水流结构的影响

引入摄动分析的理论，尝试定量地描述紊动水流和悬移质泥沙之间的相互作用。应用悬 移质泥沙浓度垂线分布公式[1]，分析由此产生的附加雷诺应力，得出了被摄动的速度分布，统一 了现有挟沙水流速度分布的两种模式，与文献[2]中已经过验证的速度分布规律十分吻合。用这 种分析方法得到的结果是对文献[2]中结果的理论解释，它不仅有助于我们理解低浓度固液两相 流流动的复杂机理，而且为进一步的分析和研究提供了一个有益的框架和思路。     

分层型水库的垂向水温分布公式

根据分层型水库的水温分布特点,本文提出了一种新的垂向水温分布计算公式。该式结构简洁,参数的意义明确,推求方法简单实用。利用冯家山、丹江口、新安江等5座水库的实测水温资料对其进行了检验,结果令人满意。最后,探讨了该式在拟建水库水温预测中的应用途径。     

黄东海悬浮泥沙浓度的垂向分布特征及其回归模型

以1959年至2006年期间,东中国海域现场调查的24个航次4 813组悬浮物(泥沙)浓度数据资料为基础,采用相关分析和回归分析等方法,研究了东中国海域悬浮物浓度的垂向分布特征,给出了适用于不同季节、不同区域的悬浮物浓度的垂向分布模型.结果表明:悬浮物垂向浓度呈现明显的冬、春季高,夏、秋季低的特征;悬浮物浓度的大小与相对水深相关性良好,而水深对悬浮物浓度的影响则表现在其垂向梯度变化方面:垂向浓度梯度在长江口至杭州湾一带的河口区(A类站)呈现出高值,在与海岸线平行的苏北浅滩至闽浙沿岸的近滨区(B类站)呈现中值,外滨(C类站)的广大海域则呈现明显的低值;春、夏、秋、冬四个季节近滨区B类站分布范围分别与10～30m,10～20m,10～20m,20～40m的等深线区域相吻合,其范围的季节变化与黄东海水动力条件的季节变化密切相关.利用悬浮物垂向浓度模型可以由已知的海水表层浓度计算得到不同水层的悬浮物浓度,其有效性检验和拟合结果检验表明,该模型置信度较高,且能够更为有效的预报海水中、上层水体的悬浮物浓度值.     

泥沙粒径与水流紊动关系试验研究

挟沙水流中的泥沙颗粒因水流紊动而悬浮,同时受重力作用而下沉。由于水流中的泥沙颗粒会对水流紊动产生影响,反之,水流紊动也对泥沙颗粒分布产生影响,它们之间作用是相辅相成的。本文采用超声流速仪（MicroADV）量测挟沙水流的时均流速沿垂向分布,同时对泥沙颗粒粒径的分布进行了试验,研究了泥沙颗粒粒径d50和水流紊动强度在沿垂向分布之间的内在联系,结果表明：泥沙颗粒粒径和紊动强度沿垂线的分布一致性较好,并用实测资料对他们进行了拟合,建立了它们之间的关系式,有一定的实用价值。     

导流板对桥墩周围紊动特性的影响

水流通过桥墩在桥墩区域形成复杂的三维流场,会对桥墩底部冲刷和桥区通航产生很大的影响,所以控制桥墩紊流区水流形态十分重要。采用RNGκ-ε紊流模型对桥墩绕流进行三维数值模拟,在墩尾设置不同长度导流板,计算分析墩周围的水流紊动强度值。设置导流板后,墩周围X/D=0~5.3断面的水流最大紊动强度值明显减小,而墩后的紊动强度普遍有减小趋势,且长度不同的导流板对同一墩型的绕流控制作用不同。合适长度的导流板能束窄紊动强度变化值σ0.1的范围,即能减小紊流宽度。