液--液旋流分离管中强旋湍流的RNG k-ε数值模拟

在高雷诺数时，ＲＮＧｋ－ε模型在形式上与标准ｋ－ε模型基本相同，其区别主要是在ε方程中增加一个附加生成项。当流动快速畸变时该项迅速增大，由此改善了对旋转流、浮力流等较复杂湍流的预报能力。本文应用该模型对液－－液旋流分离管中强旋湍流场的数值计算结果表明，其结果虽较标准ｋ－ε模型有所改善，但同实际值间仍存在定性上的不合理性，因此，要在更大程度上改进对液－－液旋流分离管中强旋湍流的预报，必须放弃基于各向     

水涡轮机械中的湍流固—液两相流动及磨损研究

导出了固体颗粒在任意流场中运动的Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ方程对此方程进行线性化，并求出了其颗粒运动方程的解析通解。使用颗粒运动方程数值求解和分析稀疏颗粒湍流场中固体颗粒的运动。建立了湍流固－液两相液的Ｋ－ε双方湍流模型，体积分数流模型，Ｅｕｎｌｅｒｉａｎ－Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ混合湍流模型以及颗粒磨损模型，利用这些模型对一些水涡轮机械过流通道内的流动及固壁磨损进行了模拟，其预测结果与实验结果较为一致。     

低雷诺数非线性k—ε湍流模型及其应用

本文发展了一人低雷诺数非线性ｋ－ε湍流模型，其特点是考虑了湍动能及湍动能耗散速度的非线性扩散过程，采用了一个非线性雷诺应力表达式，引入了壁面修正函数以考虑湍流的近壁低雷诺数效应。应用该模型计算了湍流槽流和湍流库埃特流。与实验结果的比较表明，所建模型对包括近壁区在内的整个计算域的各湍流量都能给出非常满意的预测结果。     

曝气池中气液两相流速度场分布的实验研究与数值模拟

气液两相流广泛存在于水利工程、废水处理等领域,其在气液装置中的流型流态及速度场分布可直接影响装置运行效能。本文采用实验研究与数值模拟相结合的方法,对圆柱形气液装置进行PIV实验,获得了准确的气液两相流气相速度场分布;在充分考虑湍流、曳力、升力、湍流分散力等作用下,采用欧拉-欧拉双流体模型和气泡群平衡模型对气液两相流流场进行了数值模拟,并将模拟结果与实验结果进行验证,所得结果误差控制在10%左右。结果表明,本文提出的模拟方法在气液两相流模拟中能够得到较准确的两相流动规律和速度场分布情况。     

固—液两相流中的一种湍流模式

定义了体积分数速度，并由此建立了固－液两相流中的一种湍流模式，模化了动量方程，Ｋ方程及ε方程，本模型中，考虑了相间的速度滑移，颗粒间的作用及相间作用，对一管湍流中固－液混合物流动的预测表示与实验结果比较一致。     

方腔热对流大规模数值模拟及其软硬湍流特性

该文对二维Rayleigh-Bénard(RB)热对流进行了大规模并行DNS模拟计算。计算中采用了上海超级计算机中心的1024个节点,获得了Pr?0.7,Ra?5×107―8×1011范围内一系列的计算数据和结果。研究结果发现:在二维RB热对流中存在不同的流态,当Ra小于6×108的流动状态为软湍流状态,Ra大于6×108为硬湍流状态;在软湍流状态大尺度环流(LSC)和角区旋涡保持相对稳定,LSC内涡量很小,在硬湍流状态,角区旋涡从边界层内脱落,进入到LSC中随之一起运动,且在LSC内存在大量的小涡旋;并且软湍流和硬湍流在传热效率上具有不同的标度率。     

固－液两相流中的一种湍流模式

定义了体积分数速度，并由此建立了固－液两相流中的一种湍流模式（Ｋ─ε双方程模式），模化了动量方程、Ｋ方程及ε方程。本模型中，考虑了相间的速度滑移，颗粒间的作用及相间作用，对一管湍流中固－液混合物流动的预测表示与实验结果比较一致。     

平面闸槽区湍流场的数值模拟

本文利用各向异性Ｋ－ε模型对典型的闸门槽流场进行了系统的数值研究，得到了与实验结果相符的压力分布曲线和速度场，以及合理的湍流特征量的分布曲线。     

匀加速流中圆柱起动流动的研究

本文用氢泡流动显示和数值计算计算求解Ｎ－Ｓ方程的方法说细研究了匀加速来流中圆柱起动流动。匀加速起动的圆柱绕流和突然起动的圆柱绕流的流动结构相似，中在低Ｒｅａ数时出现“ａ－现象”；在高Ｒｅａ时出现“β－现象”，但只有一个二次涡，起动涡形成初期，内部基本上是层流；起动涡形成后期，内部流动变为湍流，用多种布置铂丝的方法，测量了流场的速度分布，计算结果和实验结果进行了比较，二者基本一致。     

浅尾水深水平底板上表面射流水力特性的数值模拟研究

采用VOF(volume of fluid)方法追踪自由液面,辅以Realizable(可实现化)湍流模型封闭两相流时均方程,对浅尾水深水平底板上的表面射流水力特性进行了数值模拟。微分方程的离散采用有限体积法,速度与压力耦合求解使用了压力隐式算子分裂PISO(Pressure-Implicit with Splitting of Operators)算法。研究并分析了入射速度、尾水深和进口宽度等对流场流线分布、速度场及横断面最大流速沿程衰减规律等水力特性的影响。研究发现:流场内存在一个大的漩涡,入射流速越大,漩涡长度越长;横断面上水平流速和纵向流速在漩涡区和明渠流区分布规律不同;横断面最大流速沿程衰减主要受进口流速大小的影响。     

明渠岸边横向取水口的三维数值计算

本文是在明渠岸边横向取水口的试验研究基础上的配套数值模拟。采用雷诺平均的N—S方程，以各向异性的雷诺应力模型(RSM)封闭方程组，用SIMPLEC算法对压力—速度场求解。计算结果与试验实测结果吻合较好，反映了此项模拟的可信性，可籍以扩大、分析一些运动规律。数值计算结果启示了横向取水口水流的复杂三维流动特性，据之对取水口附近水流各区的划分、水流的分离和反向流动、螺旋流以及床面剪应力的分布等复杂水力和泥沙输移物理现象有了进一步认识。     

高含沙水流运动特性综述

本文综述了高含沙水流的阻力特征，流速分布，紊动强度分布，能量分布等流动过程中所具有的特性，并和清水、低含沙水流作了对比分析，系统论述高，低含沙水流所共同具有的规律。     

DEBRIS FLOW KINETIC CHARACTERISTICS UNDER NATURAL CONDITIONS

The study for debris flow kinetic characteristics can not be approached byexperiments due to their complexity and distransparency,etc.This paper is a picture of debrisflow kinetic characteristics based on the natural debris flow observation and experiments.Thekinetic characteristics of viscous debris flow are obtained by radar veloeimeter and ultrasoniclevel meter in jiangjia ravine.From those,the following are suggested:in natural channel,debris flow can be classified as three kinds of type:strong turbulent debris flow;turbulent debrisflow;weak turbulent debris flow:meanwhile the Reynolds number(Re)is chosen as an indexfor the classification.     

推移质运动对清水和宾汉体泥浆湍流结构的影响

通过试验研究了清水湍流和泥浆湍流中加入推移质后时均流速分布、脉动强度、概率密度分布、相关系数、频谱密度分布等的变化.试验结果证明,清水和泥浆湍流中加入推移质后时均流速减小,时均流速梯度增大,脉动加强.泥浆过渡区湍流上部为层流,有流核,加入推移质后,上部层流转变为湍流,流核消失.分析证明,这是由于推移质运动增大了雷诺应力和时均流速梯度,因而增大了时均流动向脉动传递的能量的缘故,清水湍流中加入推移质后脉速概率密度分布偏离正态,偏态系数加大.泥浆湍流中加入推移质后相关系数降低,脉动的随机性增大.泥浆湍流的脉动能量集中于低频脉动.由于推移质也可以吸收低频脉动能来支持其运动,所以加入推移质后泥浆湍流的低频脉动能量降低,高频脉动能量增大.     

黄金坪水电站截流规划设计

针对高流速、大落差、场地狭窄的大渡河上黄金坪水电站的截流进行了规划设计,提出了截流的标准和时段,以及具有针对性的截流方式。通过计算分析得出截流中的戗堤、龙口的布置、水力指标和截流材料选择等关键指标。经过截流模型试验成果验证,这些指标能为工程实施截流提供了有力的技术保证。     

黄金坪水电站截流规划设计

针对高流速、大落差、场地狭窄的大渡河上黄金坪水电站的截流进行了规划设计,提出了截流的标准和时段,以及具有针对性的截流方式。通过计算分析得出截流中的戗堤、龙口的布置、水力指标和截流材料选择等关键指标。经过截流模型试验成果验证,这些指标能为工程实施截流提供了有力的技术保证。     

数字滤波在灌区小流域径流分割中的应用初探

研究灌区径流分割,对于认识灌区产流过程及其特点,提高水资源的利用率和实施科学的灌区水管理具有重要的意义。以湖北省漳河灌区内的水库小流域为研究对象,基于小流域2004~2006年的产流资料,运用数字滤波技术进行灌区小流域径流的水源划分。该技术方法提供3个通道滤波,结合实际情况计算得到基流分割参数,并分析了不同计算时段的基流指数等参数的差别及其原因。研究结果表明,针对灌区小流域径流分割,数字滤波技术具有客观、操作简便而快速、采用的参数较少,以及精度高等优点,对认识灌区产流机理具有重要意义。     

轴流式水轮机转轮的准三维有族流动设计

本文提出了一种基于Ｓ１流面的轴流式水轮机转轮准三维有旋流动设计方法．通过联合迭代求解转轮区和导叶区平均Ｓ２ｍ流面流动以及转轮前后无叶片区螺旋流动，有效地考虑了转轮相关部件间流动的相互影响，克服了设计中给定转轮进、出口流动条件的困难．本文基于Ｓ１流面的给定Ｖθｒ分布的正、反问题迭代叶型设计方法，考虑了转轮内流动的周向不均匀性，保证了转轮的出力．通过Ｓ２ｍ流面计算给定初始叶形的Ｓ１回转流面反问题与平均Ｓ２ｍ流面正问题迭代，使得设计计算更为简便合理．     

同侧竖缝式鱼道结构优化数值模拟研究

鱼道是保证鱼类能顺利洄游的过鱼设施。通过竖缝相对宽度分别为0.05,0.10,0.15,0.30,底坡为10%的鱼道模型进行数值计算。采用可视化显示及数据分析的方法分析不同竖缝相对宽度、底坡条件下的同侧竖缝式鱼道的水流结构特征。通过模型模拟,分析水流沿水深方向的流速分布情况、主流区最大流速沿程分布及沿程衰减情况,以及在不同竖缝相对宽度和(或)不同流速情况下的紊动能分布情况。综合各物理量的分析,得出竖缝相对宽度b₀/B=0.15、底坡为10%时,水流在池室内能形成较好的适合鱼类洄游的流态:主流区水流横向扩散范围适中,主流区最大流速沿程均匀衰减,回流区面积较为对称,流速较小。     

水库溢洪道方案比选与试验模拟研究

对河北省海河流域骨干河流新建水库坝址、坝轴线及地形地质情况进行研究,选定具体溢洪道布置及设计方案,利用重力相似准则对溢洪道进行模型设计,确定模型比尺λL=40,进行泄流能力和消能防冲试验观测,通过对敞泄情况下库水位—泄量关系规律、水面线情况、水流流态及流速分布规律,控泄时水流情况,以及两种情况下消能防冲情况、起挑流量进行观测、记录、分析,为溢洪道的布置及设计提供技术支撑。