粗糙圆管进口段紊流边界层发展区的流动特性

本文在流速分布对数律假设下,通过求解动量积分方程获得了粗糙圆管进口段紊流边界层和进口段长度的计算式。当圆管半径R→∞时,即得到粗糙平板紊流边界层的计算式。本文还给出了粗糙圆管紊流边界层和进口段长度的简化计算式,并建议了粗糙圆管平均流速的计算式及流速分布指数n与参数δ/Δ、δ/R的关系式。本文成果对进一步研究流动阻力等问题是很有益的。     

管道进口过渡段的水力学特性

边界层沿流程发展是否达到管道中心是判别管道流态已否形成均匀流的基本条件,本文把管道中边界层正在发展的流段称为进口过渡段。根据管流的特性及卡门——勃兰特粗糙管流速方程推导出:管流中紊流边界层厚度的沿程发展,形成均匀流的临界位置,管道进口过渡段的阻力系数,能量损失及损失系数(不包括进口处的局部损失),过渡段中边界层外区势流速度与压力沿程变化的计算公式。并发现在有压管道中紊流边界层的发展比在宽阔的明渠中快。     

怀特法在圆管湍流进口段求解中的应用

通过把怀特在直角坐标系下对任意压力梯度平板边界层的积分方法推广到位坐标系当中，推导出圆管湍流进口段边界层的微分方程，这一方程只含有摩擦系数和雷诺数．并对压力梯度的影响进行假设的基础上（本文中唯一的经验关系式），求出摩擦系数、边界层厚度和进口段长度。     

用内层变量法求解圆管湍流进口修正系数

通过把怀特在直角坐标系下对任意压力梯度平板边界层的积分方法推广到位坐标系当中，推导出圆管湍流进口段中外势流速度和进口段效应系数，这一计算是在求出摩擦系数、边界层厚度和进口段长度的基础上进行的，实验证明实验和计算结果是吻合的，由此证明了计算方法的准确性。     

紊流随机理论在边界层中的应用

本文应用作者提出的紊流随机理论,全面讨论了平板边界层紊流的时均结构。根据边界层中沿程各断面惯性力相似的假定,得出了应力分布规律,从而有可能应用紊流随机理论导出紊流边界层中时均流速分布的统一公式。它既适用于边界层的外区,同样也适用于包括粘滞层、过渡层和对数层在内的近壁区;既适用于光滑边界层,也同样适用于过渡边界层和粗糙边界层。关于紊流边界层的脉动结构和阻力问题,将另文论述。     

粘弹性流体边界层运动的紊流结构

运用紊流随机理论研究了粘弹性流体紊流边界层运动的基本规律,导出了边界层内、外区及粘性底层各区统一的时均流速分布计算式;纵、横向脉动流速强度分布和能谱密度计算式。以现有实测资料对这些计算式进行的验证表明,计算结果与试验资料符合甚好。     

泄水建筑物紊流边界层探讨

本文总结了过去对溢流坝面紊流边界层及泄水建筑物反弧段紊流边界层的试验研究,通过理论分析导出了光滑溢流面及粗糙溢流面边界层厚度的计算关系式,还提出了相应的实用经验式。在对泄水建筑物反弧段边界层厚度变化的分析中,采用了相对边界层厚度δ/δ_0及相对反弧长度s/Rθ,提出反弧中点似为边界层厚度从增厚到减薄的转换点,并根据试验资料提出了点前、后边界层厚度沿程变化的关系式。     

理想缝隙流的初步分析和试验研究

本文利用保角变换原理设计了从模型进口直段过渡到工作段之间的收缩段边界形状,并制造了理想缝隙流空化试验装置。理论分析中,对整个流场进行计算,对出现有曲率的紊流边界层问题,运用微分法和积分法求解。微分法采用零方程模式,不仅考虑曲率对涡粘性系数的影响,而且还计及曲率对方程的影响,得到有曲率的紊流边界层发展趋势。并利用当量源法对内流中边界层与势流的相互作用进行迭代求解。试验中,对流速、压力进行的测量和分析,得到理想缝隙流的一些水力特性。计算分析结果与试验值较为相符,而微分法的精度则高于积分法。对理想缝隙流的空化现象进行了初步观察,从空化初生和阻塞方面的有关成果说明,在水流发生阻塞时,喉部压力一般高于饱和蒸汽压。     

粘性流体绕流圆管的边界层厚度的局部相似性解法

本文分析了粘性流体绕流圆管时边界层厚度的一种局部相似性解法。根据相似性解原理，将流体在圆管上形成的二元曲面转化为若干段，把每一段近似处理成一个楔形体斜面，把相似性解用于每一段，并考虑界面上的修正，就可以得到边界层的物理参数。计算表明，这种方法是可行的。     

糙率突减对渠道紊流边界层的影响

利用激光测速仪,对壁面自水力粗糙面突减至水力过渡面时过渡段内的明渠紊流进行了试验研究,测量了糙率突减不同水深情况下明渠紊流的纵向时均流速和脉动流速.通过实测资料,分析水深和糙率改变后内边界层发展变化规律、粗糙度及水深对内边界层厚度的影响以及糙率突减后从一种均匀紊流到形成新的充分发展紊流所需要的纵向长度.     

黄陵庙水文断面垂线流速分布特性研究

  为进一步利用天然河流实测资料检验垂线流速分布的指数与对数规律,采用多普勒剖面流速仪在黄陵庙水文断面中实测的不同垂线与不同流量情况下的瞬时流速资料,计算了时均流速的垂线分布,并与指数和对数流速分布公式计算的结果进行了比较分析。结果表明,黄陵庙水文断面不同垂线水流的时均流速分布符合对数与指数分布规律。然而,在不同水流与边界条件下,其指数公式中的指数大小与对数公式中的有关参数有所不同。通过对黄陵庙水文断面垂线流速分布特性的研究,丰富了对天然河流垂线流速分布规律的认识。     

河口海岸近底层潮流速分布模式初步研究

许多现场实测资料表明,潮流近底流速剖面偏离传统的对数分布。虽然偏离值可能不大,但利用对数剖面去计算河底粗糙长度和剪切应力时会引起较大的误差。有研究者的数值试验表明,如果通过流速是对数分布来估计粗糙长度和底部切应力,偏差可能超过100%(Kuo等,1996)。本文从流体动力学原理出发,利用Prandtl混合长度和Von Karman自相似理论,建立河口海岸近底层潮流速分布的对数线性模式。通过对英国大陆南部西Solent水道实测水流垂向分布进行枚举粗糙长度z0结合最小二乘法拟合,并将计算结果与传统的对数模式的结果比较,表明本文模式有以下优点:①精度高,计算值更接近实测值;②所确定的粗糙长度z0和摩阻流速u*的相关系数更高,且两者在相位上更趋一致。     

水流流速与泥沙起动概率关系研究

通过对泥沙颗粒在水流中的受力情况的分析,推导出泥沙处于临界起动状态时的近底水流流速。运用概率论的思想,建立其与泥沙起动概率的关系,并根据指数垂线平均流速公式将近底流速转变为容易测量的垂线平均流速,使得泥沙的起动概率可直接通过测量水流速度来确定,为泥沙起动的概率研究提供了一个很好的工具。     

风速的“狭管效应”增速初探

地形对风速的影响中，“狭管效应”是重要的一部分，但据作者搜集，尚未见有简明的具体计算方法。本文利用山西省山高谷深的特殊地形条件，分析民“狭管效应”的因素，考虑计算要求，严格地按要求选择了八对在沟谷地区设置的气象观测站，统计顺／逆谷方向两对年最大风速系列，求得每一对比站两个方向同风向两个对比风速差值，以两个差值之平均值与沟谷特征综合指标建立相关关系，其相关系数达0．86。据此，可估算沟谷对最大风速增速的影响，以供沟谷地区工程设计中沟谷对顺沟方向最大风速影响量估算的参考。     

搅拌槽内流体力学特性的数值模拟研究

采用FLUENT6.3.26软件求解气液两相流,自由液面的捕捉采用VOF(volume of fluid)法,辅以标准k-ε湍流模型数值求解气液两相流时均方程,使用了半隐式SIMPLE(Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations)算法求解速度与压力耦合方程组,旨在研究搅拌槽在搅拌过程中流体流动的力学特性,分析比较了不同水深处的水流沿半径方向的径向速度、切向速度及轴向速度的规律,经过研究和分析发现模拟的速度值与实验值吻合良好,为搅拌槽的设计和运行提供了参考。     

高浓度水流流速仪的研制与应用

作为一种复杂的固液两相流动，高浓度水流由于固体颗粒浓度高、颗粒级配宽及流动的可视性差等特点，致使其测流一直成为制约高浓度水流运动机理研究的瓶颈性问题。本文依据毕托管工作原理，通过液压传感方式感应测量高浓度水流动水压力和计算机数据采集处理等方法，成功地研制了新型感压式高浓度水流流速仪，并在室内天然沙与粉煤灰高含度水流试验中得到了应用。该流速仪研制成功为进一步研究高浓度水流流速分布规律、揭示其水流结构与输沙机理创造了有利条件。     

汽轮机测速探头碰磨分析及处理

介绍了广东粤电云浮发电厂有限公司”1机组测速探头与测速齿轮碰磨的异常现象以及解体检查情况。对碰磨原因进行了分析，提出了具体的结构改进和防范措施，对同类型机组有借鉴作用。     

明渠挟沙水流的颗粒相平均速度及速度滑移

基于颗粒相动理学模型所确立的颗粒相基本方程和本构关系，导出了明渠挟沙水流中固液两相平均速度差的表达式，表明相间速度差与两相的垂向脉动强度、脉动切应力、水下重力、剪切升力、颗粒弛豫时间等有关，与两相沿流向脉动强度无关。运用水流速度的窦国仁公式，计算了颗粒相速度的垂线分布，分析了相间速度差的垂线分布特性，结果与试验资料吻合很好。表明相间速度差呈现出水面小、水底大的分布形式；细小颗粒的速度差近似为零，粗重颗粒的速度差明显、在固壁附近存在明显的极大值。     

冰盖下散粒体泥沙起动流速的试验研究

本文通过水槽试验，对模拟冰盖流的河床泥沙起动流速进行了试验研究，探讨了冰盖流下河床泥沙起动流速的变化规律。试验表明:冰盖下泥沙起动流速与冰盖及槽底糙率的相对比值有关。     

矩形水槽中梯形边墩周围流速分布的试验研究

该文利用声学多普勒流速仪ADV,对矩形水槽中梯形边墩周围三维流速进行测量,并对时均流速三个方向分量进行了研究.通过对柱体周围不同垂直面和水平面流速的分析,得出水流由于受到边墩的影响,在柱体上游,行近水流与壁面产生分离,并有涡旋产生.在柱体下游,纵向水流逆向运动,产生回流,横向流速和垂向流速非常小,可以忽略.