长江口北槽边坡近底高含沙水体流动规律试验研究

对长江口北槽边坡近底高含沙水体的流动规律开展了试验研究,结果表明:近底高含沙水体的密度和厚度是影响其在北槽航道两侧边坡上流动快慢的关键因素;与近底高含沙水体密度、厚度等因素相比,长江口北槽边坡坡度因素对近底高含沙水体流速的影响要小得多;在北槽航道两侧边坡上难以形成明显浮泥现象。首次提出了一个适用于计算长江口北槽边坡近底高含沙水体流动速度的公式。     

阿尔塔什水利枢纽深孔工作弧门突扩突跌门槽体型试验研究

阿尔塔什水利枢纽是叶尔羌河流域内最大的控制性水库工程,工作弧门的门槽采用突扩突跌坎型式。该工作闸门运行水头高、过流流速大,存在较大的空化空蚀风险。以研究论证工程1#深孔出口工作弧门突扩突跌门槽体型的水力及空化特性为目标,通过减压模型试验,采用三种方案比较优化了突扩突跌门槽区的水流形态。试验结果表明,通过调整突扩后边墙扩散段的扩散角至1.273°,有效消减了下游边墙的水翅强度,门槽段的动水压力、水流空化特性均有明显的改善。提出的水流流态及抗空化特性较好的突扩突跌门槽体型,为今后高水头、大流量深孔工作弧门的门槽体型设计提供了经验和参考。     

50m/s流速级缩放型水工空蚀发生装置的研制

一、概述漩涡空化是水工泄水建筑物常见的一种空穴流态。例如:门槽、升坎、跌坎、闸槽进水及淹没射流等均有可能发生漩涡型空化。本装置为应用缩放型突扩导致形成近壁型空化和空蚀,是一种研究水工空蚀收效比较显著的装置。此类装置过去多用于较低流速(一般在20～30m/s)或较弱空蚀强度的试验研究,对解决相应流速下发生的空蚀问题曾起过一定的作用。近年来,泄水建筑物的泄流流速     

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。     

某泄水建筑物底孔掺气减蚀措施优化试验研究

某工程泄水建筑物出口明槽段存在高流速、低空化数、低弗劳德数等较严重的空蚀问题。鉴于底孔原方案出口明槽段估算空化数较小,主要对出口明槽段减蚀方案进行了对比研究,并通过单体模型试验论证,结合工作弧门特殊的水封型式,提出了突扩突跌的掺气体形,通过优化试验研究和实践应用,较好地解决了明槽段的空蚀问题。     

恒定有压扩散流中的局部非稳态流动试验研究

试验研究了恒定二元水平有压扩散流中的局部非稳态流动现象。利用壁面丝线流动显示技术观测了局部非稳态流动现象,给出了发生局部非稳态流动的临界扩散角;利用三维点流速仪对局部非稳态流动的流速进行了数据采集,通过功率频谱分析和互相关分析,得出了非稳态流动的基本特征;探讨了局部非稳态流动的成因和条件。     

明渠高含沙水流含沙量沿垂线分布的试验研究＊

本文通过室内水槽试验对含有一定细颗粒(d<0.01mm)的高含沙水流的流速分布进行了试验研究.并由理论分析、求解剪切力方程及扩散方程,得到了高含沙水流的流速及含沙量分布公式.它们既适用于描述有流核的高含沙水流,也适用于描述无流核的高含沙水流及一般挟沙水流.与实测资料对照发现,公式能较好地反映水流挟沙的实际情况,另外,通过对实测资料的分析,得到了含沙量由低向高变化时其分布形态的变化规律.     

对称突扩水流流态失稳和流场结构

对称突扩分离再附水流现象广泛存在于工程和生活中,流道突扩易产生局部水头损失、压力变化、结构振动、次生噪声等,对称突扩存在流场对称性失稳现象,如管道对称突扩等。然而,由于紊流的复杂性和量测技术的局限性,人们对其流动特性和流态演变规律认识仍然不足,有必要开展对称突扩流动的流场结构分析研究。本文基于物理模型试验和高精度图像粒子测速技术,模拟了不同雷诺数条件下（Re=539~48 911）对称突扩水流流动现象和精细流场结构,包含层流、过渡流和充分发展的紊流典型流态,随着雷诺数Re增加,流态从层流过渡到紊流,从对称到非对称分布,其流态发生对称性失稳,高雷诺数紊流时主流偏向一侧,流场结构相对稳定;揭示了突扩水流主流两侧形成的非对称分布的大尺度涡漩结构,其与流场对称性失稳有关联。     

不同扩散角下单侧渐扩消力池水力特性研究

为揭示单侧渐扩消力池在不同扩散角下的流场特性,基于FLOW-3D软件,采用TruVOF法及RNG k-ε双方程紊流模型对单侧渐扩消力池的不同扩散角进行三维数值模拟,重点研究了消力池内的流速与漩涡特性,并将模拟计算得出的水面线、时均压强与物理模型试验结果进行对比验证。结果表明：数值模拟与物理模型试验结果基本吻合;消力池底板附近流速分布不均匀,非扩散侧流速较大,且随着扩散角度的增大,最大临底流速逐渐向非扩散侧偏移;随着扩散角度的增大,扩散侧逐渐出现贯穿性立轴漩涡,且漩涡空间尺度也逐渐变大,漩涡位置相对稳定;消力池内漩涡的强涡区均出现在漩涡中部,沿轴向整体呈现“两头小中间大”的分布规律。     

高含沙紊流的阻力及其输沙特性

含有一定粘性泥沙的高含沙水流,由层流发展到紊流时,流体中粘性泥沙间的网状结构逐渐破坏,流核逐渐消失,流型将由宾汉流体转变为牛顿流体。本文的第一部分分析了流型转化过程中阻力变化特性,并在各个流区与同条件(流速及水力半径相同)清水的阻力作了对比,本文的第二部分根据能量转换原理,对高含沙水流的输沙特性进行了探讨,指出在紊流区高含沙水流与一般挟沙水流一样都服从统一的挟沙能力规律,可用同一个表达式,只是公式的系数是粘性泥沙含量及水流雷诺数的函数,泥沙沉速是含沙量的函数。     

跌扩型底流消能涡体运动数值模拟研究

文中基于跌扩型消力池两侧立轴漩涡发展情况较为复杂的问题,采用RNGK-ε紊流数学模型,对不同突扩比、进口流速时立轴漩涡的运动轨迹进行模拟.分析了不同进流条件对立轴漩涡中心点位置的影响,以及不同突扩比对消能率和流速衰减率的影响情况,建立了相应的关系曲线.结果表明,立轴漩涡可提高消力池的消能效果;随着突扩比的增加,立轴漩涡...     

一侧突扩高含沙水流试验研究

本文根据在两种展宽比条件下，不同水沙组合的试验结果，定性描述了一侧突扩高０含沙水流回流区的含沙量分布与泥沙淤积，提出了一种计算回流尺度与行径流速分布的经验公式．     

一侧突扩高含沙水流试验研究

本文根据在两种展宽比条件下，不同水沙组合的试验结果，定性描述了一侧突扩高０含沙水流回流区的含沙量分布与泥沙淤积，提出了一种计算回流尺度与行径流速分布的经验公式。     

回流副层及其在水跃计算中的应用

一、回流副层及其特性 在各类紊流剪切流中,含有回流的紊流是工程实际中常遇到的一类复杂流动,如跌坎下流动,断面突扩的管流或渠流以及含水跃的一些局部水力现象。由于边界与水力条件的突变形成了对原流动的强烈扰动,使流动在局部区域内产生分离与回流旋滚,经历急剧的扩散与变形,最终又在下游某处回附于壁面,形成新的紊流边界层。此类流动虽各具特色,但都属流动在局部区域发生扩散、变形、回流与回附,因而在流动特性上存在若干共同的性质。仔细分析与此类紊流现象有关的实验资料,会发现一个现象:在流     

高水头泄水建筑物侧墙突扩侧空腔水力特性研究

在前期研究的基础上,对高水头明流泄水建筑采用侧墙突扩和底部突跌联合掺气掺气形式时,侧空腔的影响因素和规律进行了试验研究.根据试验结果分析得出:水流经过掺气坎后,在侧墙上的落水位置主要取决于水舌的横向扩散能力和底部的压力分布,底板上的冲击压力对水舌的横向扩散能力有显著影响,冲击压力是影响侧空腔形成的内因.对侧墙突扩掺气坎形式而言,影响侧空腔长度的主要因素有跌坎高度、突扩宽度和来流佛氏数.     

关于管路突然扩大局部阻力系数的研究

在管路设计中 ,经常遇到局部阻力系数的确定。突然扩大局部阻力系数是通过理论确定的 ,通过对三种突扩情况下的局部阻力系数的实验研究 ,结果发现突扩阻力系数不但与两过流断面有关 ,而且还和流速有关。通过实验研究 ,确定了突扩阻力系数与流速及过流断面之间的关系     

泄洪洞突扩式跌坎底流消能研究与应用

针对闸后设置扩散段泄槽的泄洪洞,将传统的底流消力池优化为突扩式跌坎底流消能。研究结果表明:跌坎加大了池内水深,入池水流能够和池内水体充分撞击;另外,突扩边墙使得消力池内水流分股,入池水股和两侧反向水流的摩擦和剪切作用明显,主流流速进一步降低,从而达到提高消能率,水流平顺归河的目的。     

高含沙异重流的形成与持续条件分析

本文通过水槽试验,研究了高含沙异重流形成的定量关系,以及保持持续运动的条件.发现高含沙异重流潜入点流态存在着紊流、过渡、层流三种,各类规律不同.文中还描述了不同于高含沙明流的异重流的不稳定性——阵流和间歇流特性.     

高含沙水流脉动特性试验研究

以某工程的表孔为依托,建立1∶100单体模型。通过配置不同含沙量的水流,对水垫塘底板含沙水流的脉动压强进行试验。结果表明,在试验范围内,水流条件不同,含沙量对脉动强度的影响不同:水流条件较强时,脉动压强随着含沙量的增大,呈现先减小后又增大的趋势,含沙水流最大脉动压强比清水最多减小24.73%;水流条件较弱时,脉动压强随着含沙量的增大,呈现先增大后减小的趋势,含沙水流最大脉动压强比清水最大增加78.74%。冲击区含沙水流脉动压力分布比清水更接近正态分布,脉动压力能量大部分集中在0.4 Hz以内,功率谱无明显的优势频率,水流主要以低频大尺度漩涡为主。通过对高含沙水流水垫塘底板的脉动压强进行观测,总结分析了不同因素影响下高含沙水流脉动压强特性的变化规律,为相关工程提供参考。     

弧形闸门突扩突跌出口掺气设施体型研究

基于物理模型实验,对弧形闸门突扩突跌出口掺气设施的体型及其影响因素进行了详细的研究。试验结果说明:突扩突跌掺气设施形成复杂的水流流态,向上扩散的水流形成水翅,回到正常水面后,在其下游又会激起冲击波,向下扩散的水流形成水帘,增加底空腔的回溯水流;底空腔的长度与跌坎、挑坎的高低、下游泄槽坡度均呈正相关关系,但泄槽坡度越陡,下游泄槽水翅越严重;侧空腔的长度与侧扩宽度呈正相关关系,但与下游泄槽水翅的严重程度呈反相关关系。