黄河下游滩区村台绕流特性数值研究

采用雷诺平均的不可压缩流体控制方程和RNG k-ε湍流模型,对不同来流角、长宽比作用下村台周围的分离区及尾流区进行了数值模拟,得到了村台周围分离区及尾流区的时均流场分布。在此基础上,分析了不同长宽比和来流角对村台绕流下游尾流区长度、宽度和脱落涡频率的影响规律。结果表明:随着来流角的变化,村台绕流的分离区及尾流区特征受迎水面宽度的影响较大,特别是尾流区长度和宽度几乎与迎水面宽度成正比;随着长宽比的增加,村台周围分离区范围增大;村台尾流区的长度、宽度和脱落涡频率,在长宽比K<2.5时随长宽比K的增加略减小,在K=2.5附近达到最小值,然后随长宽比的增加而增大。     

舰船气泡尾流尺度效应研究

为了得到有效的舰船气泡尾流尺度效应数值模拟方法,该文对气泡尾流分别进行了基于欧拉双流体模型的均一直径气泡模拟(ETF)和带气泡尺寸分组的相群平衡模型模拟(PBM),最终选定PBM模型进行尺度效应研究.通过对空气卷吸模型的探讨,在弗劳德数相似的前提下,设计了多个数值试验模型,研究了气泡尾流中的尺度效应影响.结果表明:大尺度模型对应的气泡尾流要显著于小尺度模型,前者无论是自由面气相分数还是物面气相分数都要显著高于后者:进行气泡尾流实验室研究时,若严格按几何相似进行缩尺比实验,可能难以得到有显示度的结果.     

基于数值模拟的若坑水库溢洪道水力特性分析

为探究若坑水库溢洪道建筑物三维流场模拟及水力特性,应用数值模拟技术对溢洪道掺气坎周围掺气和水流特征展开模拟分析,得出泄流场、压力场、流速场、水面线等水力学参数分布趋势特征,进而对溢洪道通气孔处通气量和风速以及跌坎掺气水流运行特征展开模拟分析。结果表明,不同特征直径气泡对通气量存在较大影响,但整体而言,模拟值均超出设计值;水体中部掺气浓度沿程表现出衰减趋势,空腔负压模拟值明显大于设计值,不利于掺气空腔的完整;尾坎消能工边长的增大能较好消耗水流势能并减小负压空腔,但同时会引起非稳定流速,故应将尾坎边长控制在合理范围内。     

基于双针光纤探头改进的破碎波卷入气泡尺寸测量方法研究

基于双针光纤探头(D-OFP)的气液两相流测量方法可实现气泡粒径、弦长、运动速度、含气率等参数测量.目前,D-OFP已广泛应用于环境工程和石油化工等领域,但由于破碎波卷入气泡形状的不规则性及运动复杂性等特点,若直接将D-OFP用于破碎波卷入气泡尺寸测量,测量的精度和可靠性将有所降低.为克服上述不足,该文从D-OFP测量气泡尺寸的原理出发,着重分析了气泡侧向运动产生的测量误差,得出结论:当气泡运动方向与探头主轴方向夹角小于10°时的测量结果是准确合理的.并提出了基于双针光纤探头(D-OFP)改进的四针光纤探头(F-OFP)测量法,通过建立F-OFP数学模型,推导出了F-OFP多维度测量破碎波卷入气泡尺寸的基本公式,论证了F-OFP多维度测量破碎波卷入气泡的可行性,为破碎波卷入气泡尺寸分布研究提供了理论依据.     

含柔性植被明渠水流水力特性的试验研究

采用粒子图像测速(PIV)技术对含柔性淹没植被明渠水流的水力特性进行试验研究。利用人造水草模拟天然柔性植被,对不同密度、不同流量条件下含柔性植被明渠恒定均匀流场进行了测量,得到了淹没植被情况下纵向流速、雷诺应力、紊动强度沿垂向分布与曼宁系数的变化情况。试验结果表明:纵向流速的垂向分布可以分为3区,包括自由水面区、中间冠层区和近床面区。自由水面区流速随植被密度增大而增大,中间冠层区与近床面区流速随植被密度增大而减小。雷诺应力与紊动强度的峰值出现在植被冠区顶部附近,并随着植被密度增大而增大。     

波浪场中气泡运动的影响要素研究

该文为准确描述波浪中大气泡的运动规律,分别建立气泡传热传质、速度和半径的微分方程,并结合二维深水波模型,进而构建波浪场中高温气泡上浮运动的耦合模型。采用变步长龙格库塔法进行数值求解,模拟得出气泡在不同影响要素下的三个运动规律:一是气泡在波浪中受牵引作用,上浮轨迹呈螺旋状,且随气泡半径减小,螺旋交叠密集,上升速度减缓,跟随波浪能力增强;二是初温越高的气泡与半径越小的气泡所表现的运动规律大致相同;三是波浪的波长越长,波高越高,气泡在波浪传播方向的位移越大,对气泡的携带能力越强。该模型及结论考虑了真实海况中波浪对气泡运动的影响,可作为研究舰船主机尾气消尾流技术中大气泡运动特性及演化规律的理论基础。     

水下炸礁冲击波对桥墩作用的数值模拟

通过开展水下单点爆破冲击波形态数值研究,准确模拟了水下爆破过程中气云和冲击波演变特征,再现冲击波压力及气泡形态历时变化,分析了水下爆破冲击波形态特征及其传播规律。在此基础上,结合水下爆破冲击波与桥墩相互作用,研究桥墩结构在冲击波作用下的响应特征,结果表明：冲击波与桥墩作用后在墩底处多波作用下伴有震荡,在自由水面处受冲切作用。     

矩形管道中平板障碍物后旋涡发射特性研究

通过理论推导及流动显示实验，研究了矩形管道中平板障碍物后旋涡发射频率及尾流特征。结果得到了旋涡发射频率与雷诺数、平板阻塞率之间的关系，特别是发现了在高阻塞率条件下，当雷诺数增至某个临界值时旋涡发射被抑制，以及尾流存在周期性旋涡发射和无明显周期性的回流区两种不同的流动状态。本文还分析了上述现象的流动机理，即尾流特性主要取决于两边的分离剪切流之间的相互作用。     

交错气泡运动特性数值模拟研究

为了进一步探讨交错气泡运动形变特征及运动过程,采用Open FOAM开源计算流体力学软件,利用VOF方法,对三维两气泡在不同间距及偏移距离时的上升运动行为进行模拟,研究气泡间距及偏移距离对流场、速度场及气泡形态等的影响。结果表明:在两气泡运动至聚并为一个气泡前,两气泡两侧存在4个大小不一的旋涡,下气泡左侧旋涡影响范围较小;两气泡聚并为一个气泡后,该一个气泡两侧形成2个大旋涡并随着偏移距离增大,左侧旋涡影响的范围也越大。两气泡的间距及偏移距离影响着气泡上升及聚并过程中的气泡形态。气泡间距一定时,下方气泡偏移距离越大,两个气泡顶部速度增幅越小。     

不同直径气泡在静水中运动特性的研究

运用VOF数值模拟技术分析了水中气泡的运动特性.采用了数值模拟方法测量气泡上升过程中的形状、上升速度和气泡轨迹,采用自编程序的数字图像处理技术进行模拟结果的后处理,并对获得的结果进行讨论分析.从分析结果可以看出:直径2mm以下的小气泡呈直线或“Z”字形运动状态,直径大于2mm的气泡为螺旋运动或者更复杂的随机运动;气泡速度经过初始加速阶段以后存在明显的震荡,这个震荡幅度与气泡的长宽比有很好的相关性;气泡在上升过程中顶部和尾部速度比中部速度大,气泡尾部涡竖直方向上分布的不对称状态是气泡上升路径发生改变的主要原因.     

潮汐水域水力热力特性模拟及工程应用

结合可门电厂工程实际,采用数值模拟和物理模型试验相结合的方法,对电厂附近潮汐水域的水力热力特性进行了系统的研究。数值模拟和物理模型试验是分析温排水在受纳水域中扩散运移规律的有效方法,可以模拟电厂冷却水排放所产生的流速场、温度场,分析热量的影响范围、时间及强度,优化取排水口工程布置。     

厦门海绵化改造区入渗性能测定及特征

为探究厦门海绵城市改造完成区的入渗性能,利用Guelph入渗仪法测量了两条海绵道路及一个海绵小区的土壤饱和导水率,对比分析了5 cm单水头、10 cm单水头、单水头均值及双水头法所测得土壤饱和导水率的差异,并与传统城市建设区进行了对比分析。结果表明:设有生态多孔纤维棉的新顺路绿化带入渗性能最好,采用一般转输型植草沟的新景路绿化带次之,而设有隔水顶板、地下为停车场的洋塘居住区B13绿地入渗性最差。不同测量方法的结果对比显示,5 cm单水头法计算所得的土壤饱和导水率标准差最小,双水头法的土壤饱和导水率标准差最大;在厦门进行土壤入渗试验时,推荐采用5 cm单水头法计算土壤饱和导水率。     

不同温度条件下混凝土导热系数影响因素研究

为了研究混凝土在不同温度条件下的导热系数变化规律,利用单因素试验方法,以骨料体积分数、砂率、水胶比、饱和度粉煤灰掺量、矿渣掺量为因素,采用QTM-500导热仪测试混凝土在不同温度条件下(-30～20 ℃)的导热系数,并分析各影响因素对混凝土导热系数在不同温度条件下的变化规律,最终得出混凝土导热系数与各因素之间的预测方程。结果表明:混凝土导热系数与温度呈负相关性;混凝土导热系数随着骨料体积分数的增大而增大,随着砂率的增大而减小;干燥状态下,混凝土导热系数随着水胶比的增大而减小;饱和状态下,混凝土导热系数大于干燥状态下混凝土导热系数,随着温度的降低,尤其在0～-10 ℃时,混凝土导热系数骤增;混凝土导热系数随着粉煤灰、矿渣掺量的增加而减小;通过对试验结果进行多元回归,得到了混凝土导热系数与各因素之间的计算模型,该模型预测精度较高。研究结果可为混凝土结构内部温度场的精确计算、保温隔热性能以及表面裂缝的控制提供理论依据。     

钢纤维混凝土热性能及其防裂作用的研究

本文通过一系列的钢纤维混凝土热性能及温度试验研究,得到了不同掺量钢纤维混凝土的绝热温升曲线,给出了不同掺量钢纤维混凝土的水化热温度及温度变形的时程线,揭示了钢纤维掺量与钢纤维混凝土的导热率之关系,最后得出钢纤维混凝土内的温度梯度小于对应的普通混凝土,有助于减小结构的温度应力,对防止混凝土表面开裂起到良好作用的结论。综合其的力学性质,作者认为:该材料对于温度应力具有早期“放“、后期“抗“的特点,在实际工程中充分利用钢纤维混凝土上述特性,做到物尽其用,符合环保与可持续发展的理念。     

分散性黏土导热系数试验与预测方法研究

分散性黏土冻融循环导致的破坏非常普遍,在我国东北地区水利工程中尤为严重。开放系统中分散性黏土冻融特性有别于非分散性黏土,土体导热系数是土体热分析最重要的参数之一。本文以分散性黏土为研究对象,阐明了影响分散性黏土导热系数的因素;基于Johansen法的改进,建立了适合分散性黏土特点的导热系数预测方法。研究表明,分散性黏土导热系数的影响因素主要为矿物成分、含水率、孔隙率(干密度)和温度。土体温度为负温时,温度越低,土的导热系数越大。初始含水率低于10%,土的导热系数不受温度的影响;初始含水率大于15%,土的导热系数受温度影响较大。饱和状态下的分散性黏土导热系数有别于非分散性黏土,采用串联/并联预测模型方法来计算。所提出的分散性黏土导热系数预测方法和公式,可反映土体温度、土体矿物成分、含水率、干密度的影响,与试验结果吻合,并可为分散性黏土研究和工程应用提供参考和指导。     

热参数对冻土温度场的影响及敏感性分析

为评估热参数取值对冻土温度场的影响,将导热系数、比热、潜热作为冻土温度场的影响因素进行试验设计。通过室内试验测定了饱和粉质粘土在不同负温下的导热系数、比热及潜热值,并基于Johansen法提出了考虑冻土未冻水含量的热参数修正算法,按照变参数和常参数形式代入数值分析软件ABAQUS,获取了不同的温度场计算值。将不同负温下的热参数和某负温阶段的平均热参数代入数值分析软件,分析热参数变化对冻土温度场的影响。依据冻结试验获取了冻结150 h的模型箱温度场实测值,并将计算值与实测值进行了比较。结果表明:不同的热参数对冻结初期影响较大,随着冻结的深入各计算值间的差值逐渐缩小。采用一定负温阶段的平均热参数作为恒定热参数进行数值计算,从微观上不能满足精度要求。潜热是影响冻结温度场计算精度的主要因素,考虑不同负温土体导热系数、比热、潜热的计算更接近于实测值。研究成果为寒区水利工程设计和施工提供参考。     

内河航道中船行波在岸坡爬高的数值模拟

该文基于RANS方程、RNG k-ε湍流模型建立数值波浪水池,用VOF法追踪自由面的位置,并模拟了内河航道中船行波的生成、传播、爬高和岸壁反射过程,且与典型断面航道中船行波在岸坡最大爬高和回落的现场测量值进行了比较,验证了数值模型的有效性。通过对航道中船行波进行数值模拟,获得了船行波的波形及其在岸坡上爬高与回落的最大值。分析了船舶吃水、航速和航道岸坡倾角对特征波高以及最大爬高与回落的影响。最后建立了计算船行波特征波高、爬高和回落的经验公式。     

钢纤维混凝土墩墙早期温度与温度变形研究

 以往对钢纤维混凝土抗裂性能多从其力学性能方面加以解释,而很少从热性能方面考虑。为此进行了钢纤维混凝土和普通混凝土2个墩墙结构的模型试验,比较了二者的温度及温度变形的特性。通过实测结构内部温度及其变形,给出了钢纤维混凝土在早期水化热及外界温度影响下的温度及变形规律。根据热传导理论对数据进行分析,得出了钢纤维混凝土有较好导热性以及钢纤维混凝土的早期抗变形能力要强于普通混凝土的结论。上述特性将有助于减小混凝土内部温度梯度,对于防止水工混凝土结构表面裂缝起到良好的作用。同时,还对试验研究中出现的问题以及进一步的研究思路进行了探讨。     

水利工程生态环境评价中遥感特征参数集探讨

为了利用卫星遥感数据评价水利工程对生态环境的影响,从影响程度、针对性和便于度量等方面对环境影响因素进行了分析。利用MODIS数据从气候、水文、土壤、地形地貌以及植被等方面,构建了基于层次分析法的水利工程生态环境影响评价指标体系。根据专家的经验,分析了各影响因素的重要程度,最后确定了植被指数、植被覆盖度、地表温度、水域面积4个指标作为生态环境评价参数。以南水北调中线工程为例,分别评价了各参数对生态环境的影响。评价结果表明遥感数据与实测数据评价结果吻合程度较高,所提出的方法能较准确地评估水利工程对生态环境的影响。     

REMOTE SENSING METHODS FOR SHIP WAKE DETECTION IN SAR IMAGE

1 .　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＷｈｅｎａｓｈｉｐｉｓｉｎｍｏｔｉｏｎｏｎｔｈｅｏｃｅａｎ ,ａＶ ｓｈａｐｅｄｓｈｉｐｗａｋｅａｐｐｅａｒｓｂｅｈｉｎｄｔｈｅｓｈｉｐ .Ｉｔｉｓｗｅｌｌｋｎｏｗｎｔｈａｔｓｈｉｐｗａｋｅｃａｎｂｅｉｍａｇｅｄｂｙａｉｒ ａｎｄｓｐａｃｅｂｏｒｎｅｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍｓ[1 ] .ＳｙｎｔｈｅｔｉｃＡｐｅｒｔｕｒｅＲａｄａｒ (ＳＡＲ)ｉｓａｎａｃｔｉｖｅ ,ａｌｌｗｅａｔｈｅｒｃａｐａｂｌｅｓｙｓ ｔｅｍｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｉｍａｇｅｓｏｆｔｈｅｇｒ…