圆管明渠均匀流的新近似计算公式

分析总结了前人对圆管均匀流水力计算的研究成果,在此基础上运用拟合的方法得到了新的圆管明渠均匀流近似计算公式。此公式计算误差较小,特别是在β〈0．2时,公式计算精确度较高。在工程的常用范围内,即0．33〈β〈0．8时,此公式为线性方程,表达形式最为简洁。     

圆管螺旋流的流场特性试验研究

该试验选择了两种圆管螺旋流局部起旋器方案，并在不同流量工况下分别进行了试验。在试验的基础上，对其管段内的流速分布与压力分布进行了分析，从而揭示了起旋器管段内流场分布的特性。为实际运用螺旋流输沙技术解决泥沙淤积问题提供了理论依据。     

三峡工程隔流堤结构应力变形的有限元分析

三峡水利枢纽下游引航道的开挖在干地条件下进行施工,要求隔流堤具有防渗功能。防渗体主要为单摆喷防渗墙,在引航道抽水时发现隔流堤发生异常变形及渗漏问题,以实测的材料性能指标作为计算参数,模拟实际的施工过程,用有限元法对隔流堤结构应力变形进行分析,解释了航道侧抽水后隔流堤边坡有局部滑动及子堰出现裂缝等现象产生的原因,分析结论可为类似工程的设计和施工参考。     

低雷诺数下的钉螺绕流特征数值模拟

研究钉螺在水流中的运动规律对于控制钉螺扩散具有十分重要的意义。通过开源流体力学计算软件OpenFOAM,使用非结构化的三角形网格拟合钉螺边界,采用有限体积法和PISO算法计算平面无限区域中黏性不可压缩流体下的钉螺绕流运动,模拟了低雷诺数下横向和纵向2种水流条件螺体后方尾流形态变化,详细描述了漩涡脱落过程等现象;对比分析不同条件下钉螺的阻力系数C_D、回流区长度L_w/D、斯特罗哈数St等的区别。研究结果表明:随着雷诺数的增加,钉螺的阻力系数逐渐减小,尾流形态呈现3种不同的形态,初步确定各流态转变的临界雷诺数的范围。该研究可为进一步掌握钉螺扩散规律、改进水利阻螺措施提供理论依据。     

管壁均匀密集加糙圆管流的新总流机械能方程及流动数值模拟

能量(机械能)方程是水力学的理论基础;能量损失(机械能损失)的计算既是水力学乃至工程流体力学的主要研究内容之一,也是工程实际中颇为关注的问题。以往水力学中的能量方程系以重力场中理想不可压缩流体的伯努利方程为基础而得到,其既不能直接反映紊动对流动的作用,能量损失也无明确的表达式。本文在我们现有研究工作基础上,通过理论分析与数值模拟,得到如下成果:(1)构建了管壁均匀密集加糙圆管流的新总流机械能方程;(2)通过数值模拟,对管壁均匀密集加糙圆管流的机械能损失及其构成进行了研究。构建的方程包含了紊动的作用;研究成果表明,均匀密集加糙圆管流总流机械能损失与雷诺数及管壁光滑度有关,且可分解为与时均流速梯度相关的损失及与紊动耗散相关的损失两部分。     

再论圆管明渠均匀流正常水深的直接计算公式

在总结前人圆管明渠均匀流正常水深计算公式的基础上,引入无量纲参数α和无量纲正常水深β,对圆管明渠均匀流基本方程进行数学变换,应用曲线拟合和优化原理,提出新的圆管明渠均匀流正常水深的直接计算公式;根据给水排水工程和水利工程设计规范的要求,并考虑工程实际情况,确定计算公式的工程适用范围。误差分析和计算实例表明:该公式形式简捷,精度较高,在工程适用范围内最大相对误差小于0.72%,可以方便工程设计人员在设计中直接使用。     

湖南省小陂流空腹重力坝节理非线性有限元分析

采用荷载转换的非线性迭代计算方法,用迭代解模拟节理真实的应力~变形特性,通过非线性有限元法计算分析湖南省小陂流浆砌石空腹重力坝在不同工况下的应力、位移,得到了其应力、位移矢量图及应力、位移等值线图,进而根据应力、位移特征和应力~应变变化过程对该坝结构安全、裂缝产生的原因和沿坝建基面抗滑稳定性进行分析,为大坝除险加固提供了正确的处理方法和可靠依据。     

闸墩端部型式对水流流态影响的有限元分析

利用强大的有限元分析工具ANSYS软件对过闸水流进行流体动力分析，比较不同闸墩端部型式对水流流向、流速分布及动水压力变化的影响。     

三维有限元在深孔闸泄流参数计算中的应用

应用无旋流三维有限元方法建立了深孔闸泄流的数值模型，对闸门水力特性进行数值模拟，并与模型试验结果进行了对比，结果表明：在中、高水头情况下，过闸水流的主要水力特性计算结果与试验结果符合较好，建立的模型可用于评价进口段有压流道形式，并可为闸下消能计算提供边界条件。     

基于FLUENT的小雷诺数下方柱绕流的数值模拟

采用FLUENT对小雷诺数（Re〈52）下方柱绕流进行数值模拟,分析方柱后对称反向漩涡的图谱与漩涡尺寸的特点,分析研究表明：在小雷诺数下,方柱绕流的图谱与圆柱绕流图谱相似,并存在两个特征雷诺数,但两个特征雷诺数较圆柱绕流的小些;方柱绕流对称反向漩涡尺寸与雷诺数呈线性关系变化,并且漩涡发生得比圆柱绕流更为剧烈;方柱绕流柱体后的漩涡能够较容易达到稳定状态。研究结论进一步丰富方柱绕流问题。     

用SST-DES和SST-URANS方法数值模拟亚临界雷诺数下三维圆柱绕流问题

基于剪切应力运输(shear stress transport,SST)的分离涡模拟(detached-eddy simulation,DES)在近壁面的流动区域采用SST模型,而在其他区域采用亚格子模型求解流场。本研究中分别应用SST-DES和SST-URANS方法对亚临界雷诺数Re=3900下的三维圆柱绕流进行了数值模拟,比较分析了两种数值方法下圆柱表面的时均压力分布、圆柱后方的漩涡脱落特征、圆柱下游流场的时均速度剖面分布等,并将数值模拟结果同前人物理试验比较,结果表明SST-DES方法在亚临界雷诺数下的三维圆柱绕流数值模拟问题上比SST-RANS方法具有更好的效果。     

粘性流体圆柱绕流的混合有限分析解

应用混合有限分析法拟合坐标系对粘性流体圆柱绕流进行了数值计算,得出Re<40形成的分离区长度和分离角同试验资料吻合很好。也计算了Re=100和200时,旋涡的形成和脱落,算得的脱落斯特罗哈数分别是0.16和0.19,同试验结果完全相符。     

亚临界雷诺数下电磁力控制圆柱体绕流场特性的脱体涡模拟

该文利用Maxwell方程直接数值计算表面包覆电极与磁极圆柱体产生的电磁力分布,将其加入到动量方程中,采用脱体涡模拟(DES)方法,在亚临界雷诺数(Re=5×104)下,对电磁力作用下圆柱体在弱电解质中的绕流场结构及其升阻力特性进行了数值模拟与分析.结果显示:电磁力可以增大圆柱体近壁面的流体动能,延缓流动分离,减弱绕流场的三维效应;同时电磁力还可以显著减小圆柱体阻力,抑制其阻力与升力脉动幅值,而且随着电磁力作用参数的增加,圆柱体平均阻力及其升力系数均方值均呈指数衰减特征.研究表明,在亚临界雷诺数下,电磁力可以有效地改善圆柱体绕流场结构,达到减小其阻力并抑制其升阻力脉动幅值之目的,因此是圆柱型结构一种有效流动的控制手段.     

基于ABAQUS分析型钢-圆钢管混凝土的力学性能

为解决有限元软件ABAQUS分析型钢-钢管混凝土力学性能遇到的常见问题,对模型的建立、混凝土塑形损伤本构模型、钢材与混凝土之间的接触等问题进行了探讨,并利用有限元软件对型钢-圆钢管混凝土的短柱轴压、长柱失稳和构件的抗弯力学性能进行了算例验证,所得结果与试验结果吻合良好。研究结果表明:建立的力学模型和探讨的相关问题用来分析型钢-圆钢管混凝土的力学性能是合理的,且收敛性较好。研究中探讨的关键方法可为研究人员分析其它钢-混组合结构或构件提供借鉴,以及为设计人员设计构件提供参考。更多还原     

两维两相流数值模拟的有限元与边界元解法

两维两相流数值模拟是油藏数值模拟领域内需要进一步研究的课题。本文针对多孔介质内两相流体的平面渗流问题，给出了一种精度较高的边界元方法和三角剖分的有限元方法联立求解方法，得到好较好的结果，为两维两相流数值模拟研究提供了又一途径。     

多孔介质中两相三维驱动问题的差分有限元混合数值模拟方法

本文提出了一类数值模拟油－水两相三维驱动问题的新方法，在纵方向采用差分方法，横方向采用有限元方法，适用于油藏区域纵横向尺度相关极大的特点。导出的全离散方程组具有二维有限元计算的特性，便于并计算求解，近似解的收敛性及误差估计被给出。     

GFRP加固高强混凝土柱偏压性能的实验研究和有限元分析

为研究ＧＦＲＰ加固高强混凝土柱偏压性能,对10根ＧＦＲＰ加固高强混凝土柱试件进行偏压试验 研究以及有限元分析,试验参数有偏心距、加固方式（横向约束加固、纵向抗弯加固、混合加固）、加固层 数。得到了加固柱的极限承载力、荷载－挠度曲线、ＧＦＲＰ应变分布、裂缝的发展情况和破坏形态等。分 析结果表明,横向粘贴ＦＲＰ显著提高小偏心试件的承载力和延性,对大偏心试件承载力的提高不明显。 纵向粘贴ＦＲＰ可以明显提高大偏心试件的承载力,但会增加试件破坏的脆性。混合加固大偏心试件效 果最好,混合加固小偏心试件优势不明显。     

某大型岸边循环水泵房有限元分析

随着循环水泵房的大型化及复杂化,通过采用空间有限元计算程序对大型复杂的循环水泵房进行整体结构分析的方法,已是一种趋势。文章结合某大型岸边循环水泵房的有限元分析,探讨MIDAS大型空间有限元程序在工程中的应用。