近底水流结构对非均匀沙起动影响的研究

通过考虑水流结构的改变，研究了非均匀沙的起动。由于非均匀泥沙的存在，影响水流近底结构，改变底部水流对泥沙颗粒的作用。基于泥沙颗粒中在小范围对水流结构有影响的假定，推导了以粒径为参变量的水流流速公式。并以该流速公式为基础，按照颗粒极限平衡的受力得出了非均匀沙的起动公式，经过用实验资料的验证，公式在大部分粒径范围内与实际值比较吻合。     

清水作用下全动床复式河槽泥沙输移特性及其模拟

推移质运动是河流动力学的基本问题之一,通过水槽试验探讨了清水作用下全动床复式河槽泥沙的输移特性,并通过理论分析提出了该类河道的推移质输沙率的计算方法.试验表明:在清水作用下全动床复式河槽推移质输沙率先随时间单调递增,而后随时间单调递减;推移质中值粒径先随时间大幅度增大,后随着时间的增加中值粒径增大的幅度减小,最终将趋于初始床沙中值粒径.根据推移质输沙率的变化特性,运用仙农熵的概念与理论,通过最大熵原理和变分法推导了河道粗化过程中的推移质输沙率公式,并对该公式参数的敏感性进行了分析.计算结果表明,该公式可以模拟全动床复式河槽河道粗化过程中的输沙率随时间的变化特性.     

非均匀沙的运动特性与规律

在理论分析及前人试验结果的基础上,从非均匀沙的起动条件及机理、挟沙力及推移质输沙率的计算方法、悬移质不平衡输沙等方面分析了非均匀沙的运动特性,根据非均匀沙推移质输沙率公式分析了同一启动标准条件下输沙率的变化规律及输沙率变化的影响因素.     

川江卵石推移质输移的随机性

推移质运动及输沙率是河流动力学的基本问题之一。通过对川江河道实测卵石运动速度及输沙率的整理分析，可知卵石为运动距离短，停歇时间长，平均运动速度低，运动具有很强的随机性及不连续性。对卵石推移质输沙量的年际及年内的变化规律分析表明，卵石推移质输沙率的变差大，统计分布分散，也具有很强的随机性特征。河床断面形态及其相邻河道特性对输沙率也有较大的影响。     

非均匀沙起动流速研究与比较

在现有泥沙起动研究成果的基础上,通过理论分析、公式转换和比较,得出即使对均匀沙,起动流速公式的起动系数K也不应是常数,K应随着起动环境的改变而变化,现有各公式的起动系数K是不同的常数,这就影响了各公式的适用范围.分析表明,影响起动环境的因素有水流条件、床面泥沙颗粒特性、泥沙颗粒和水流条件之间的相对关系等,给出了各影响因素的数理表达式,建立了非均匀沙起动流速公式,公式计算值与实测资料符合良好.本文公式与几个常用的起动流速公式的比较结果表明,公式精度较高.     

非均匀推移质泥沙级配的研究

针对推移质泥沙级配的研究现状，讨论了底沙运动交换模式，在此基础上，利用沙量守恒原理，建立了宽级配非均匀推移质级配的计算公式。     

非均匀卵石野外实测资料的整理与分析

在收集大量卵石野外实测资料的基础上，主要针对长江上游的川江及其支流和三峡河段进行整理与分析，得到了卵石河床的床面组成，卵石推移质级配，卵石形态特征及其输沙率的变化规律。     

非均匀推移质输移特性研究

在非均匀推移质输移机理的基础上, 通过理论分析、推导及计算,得到泥沙起动无量刚最小临界切应力参数θ0值为0.02。提出了一种计算推移质输沙率的方法及公式,该公式表明,在水流强度一定时,输沙率并非为一个常量,而是随颗粒在床面的相对暴露度而变。根据平衡输沙时θ0的最小取值,得到平衡输沙时推移质泥沙颗粒最大粒径dc max的计算式,在此基础上提出了一种计算推移质级配的方法。验证结果表明计算与实测资料符合较好。     

非均匀沙起动规律初探

本文根据近底水流结构及床面圆球绕流试验成果,阐明了非均匀沙起动机理的复杂性。建立了能反映非均匀床沙暴露作用及隐蔽作用的计算非均匀沙起动流速的简化模式,通过专门安排的非均匀沙起动流速试验及分析川江野外观测资料,确定了计算公式的系数。计算结果能反映较细的非均匀床沙较同粒径均匀沙难于起动,而中等及较粗的非均匀床沙则较同粒径均匀沙易于起动的特点。     

宽级配非均匀推移质输沙率的实验研究

非均匀沙推移质输沙率是生产中的一个重要问题,由于测验困难,许多河流尚无系统的原型观测资料。目前计算非均匀推移质输沙率的公式相差较大,难以得到统一的结论。本文利用实验及实测资料分析推移质输沙率的脉动特性,用负幂律分布进行描述,表明具有一定的普遍性。     

Bed Load Transport Rate in Scouring and Armoring Process of Non-uniform Sediment River Bed

Flume experiments were carried out to study bed load transport rate during rive bed scouring and ar- moring.A theoretical differential equation linking the transport rate to the probability of incipient motion of non-uniform sediment is solved.The transport rate is shown to decrease exponentially with time,according to the theory,which is in good agreement with the experiment data.     

非均匀沙粒径频率分布的数学表征

本文用正态概率密度函数的和函数表征非均匀沙的粒径频率分布,为分析混合沙各部分在泥沙输移过程中的作用提供了一种手段。采用野外实测资料对本文方法的精度进行检验,精度良好。最后给出了应用举例,说明本法可以实用。     

非均匀推移质颗粒的扩散与分选试验研究

为研究非均匀的泥沙颗粒同均匀泥沙颗粒扩散特性的不同,开展一系列水槽试验。在不同水力条件下,通过高清摄像技术拍摄不同粒径推移质颗粒的运动轨迹。利用Dxo Viewpoint软件将拍摄得到的静态图片进行矫正处理,使用ImageJ软件提取每个时刻颗粒的位移数据。分析位移均值与方差随时间的变化,得到以下结论：不同的时间尺度上,颗粒将表现出不同的扩散特征;水力条件及粒径范围不同,表现出的颗粒扩散特征也将不同;在长时间尺度上,非均匀推移质颗粒的扩散特征会有逐渐趋向于弹道运动β=2的趋势,这是由于颗粒本身的非均匀导致的分选现象;颗粒的非均匀性越强,颗粒的分选现象出现越快;天然河流的尺度远大于水槽,这种分选现象将会更加明显。     

推移质运动对水流紊动结构的影响

本文采用 CDL—86型超声多普勒流速仪对挟带推移质水流的紊流结构进行了较系统的试验研究,结果表明,清水水流挟带推移质后,床面附近的时均流速减少,流速梯度增加,水流的平均脉动加强,流速脉动的概率密度分布偏离正态。根据试验的成果,作者还探讨了紊流的内部结构。     

细颗粒旋涡流化床实验台的热态试验

目前循环流化床锅炉多数燃用０－８ｍｍ的宽筛燃燃,而对４ｍｍ以下细颗粒煤的燃烧装置的研究甚少。为解决细颗粒燃烧在流化床锅炉中的良好燃烧问题,作者自行设计、安装了一台旋涡流化床实验台,并在实验台上做了冷、热态的试验研究,取得了较可靠的试验数据,为设计和研究细颗粒循环流化床锅炉提供了较可靠的技术依据。     

Improvement and Application of Grain Size Distribution Characteristics Calculation of Bed Material

Grain size distribution of bed material is an important characteristic for studying evolution of natural river channel by means of experimental ways and numerical modeling of flow and sediment process.In this study,the fractal characteristic of sediment particle has been defined by means of fractal theory based on ana- lyzing the property of grain size distribution of bed material in the river channel.Furthennore,the fractal prop- erty of sediment particle has been applied to judge the process of armoring and stabilizing in the armoring ex- periment of bed material.In addition,the relationship between the riverbed roughness and its fractal dimension is also obtained according to the experimental data.Finally,the relationships between bed material roughness, fractal dimension,and representative diameter(d_(50),d_(90))are discussed respectively,the roughness comparison shows that the proposed roughness formula based on fractal theory has higher precision.     

非均匀推移质泥沙级配的计算

本文用起动流速作为判别泥沙起动的临界条件,提出了非均匀推移质泥沙级配计算方法,并利用水槽实验结果和长江实测资料对计算结果进行了验证,结果令人满意。