不同雷诺数下水平桩柱的水动力待征

本文介绍了均匀振荡流中光滑水平桩柱上水动力特征的试验研究.试验中,雷诺数Re=20000～260000(该区域为亚临界区与临界区),Kc=5～40.分析中,利用最小二乘法来确定Morison方程中的速度力系数C_(?)及惯性力系数C_M;还利用最大值法及均方根值法对合力系数C_F与升力系数C_L进行分析,所有的正向力与升力系数都作为Re及Kc数的函数给出,并且各系数相对于其平均值的均方差值也在图中示出.其主要研究成果如下:当Re≥80000时,所有的水动力系数(包括C_D、C_M,C_F与C_L),几乎与雷诺数Re无关,且各系数均随Kc数的逐渐增加而趋向于不同的常数;当Re<80000时,速度力系数C_D随Re数的增大而减小,而惯性力系数C_M随Re数的增大而增大.     

中等Reynolds数下并列方柱统流的数值模拟──MAC－AF1方法及其应用

本文通过采用ＭＡＣ－ＡＦ１方法求解原始变量二维不可压非定常Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，对中等Ｒａｙｎｏｌｄｓ数绕流下的并列方柱绕流进行了数值模拟。通过对Ｒｅ＝３００、５００、１０００、２０００及间隙度为ｓ／ｈ＝２．３时并列方柱的数值计算表明：Ｒｅ数对横向力的变化频率毫无影响，恰好是单方柱绕流横向力变化频率的两倍。阻力的频率与横向力的频率相同，阻力的时间平均值基本上与Ｒｅ数无关，但随着Ｒｅ数的增大，阻力和横向力随时间变化的波动幅度稍微有所增加。本文计算的方柱阻力时间平均值和横向力的频率与实验值符合得很好。     

波流共同作用下近底子母管线的水动力特征

棋于波－流相互作用理论和模型试验，对海底子母管这一特殊结构型式的规则波、特别是在不规则波与流共同作用下的水动力特征进行了系统研究。采用“变径法”分析得到了母管系统的正向力的水动力系数，它们与ＫＣ数的良好的相关性。不规则波与规则波的对比试验显示两者的水动力系数在９０＞ＫＣ＞２０范围内可得到统一。试验着重分析了水深因子的影响，给出的ＣＤ、ＣＭ－ＫＣ关系曲线，可供工程设计参考。     

基于通量差分分裂型上风差分方法求解非定常不可压缩 Navier-Stokes 方程

本文使用通量差分分裂型上风差分格式求解了三维非定常不可压缩 Ｎａｖｉｅｒ Ｓｔｏｋｅｓ方程。采用这种方法，本文首先在绝对和相对两种参考系中数值模拟了低雷诺数非定常条件下平板周期性振荡问题，计算结果与解析解相当吻合；然后数值考察了雷诺数 Ｒｅ ＝ ２００，角速度 ω＝ ０和 ω＝ １ 两种情形下圆柱绕流问题，数值计算所得的阻力系数、升力系数和斯特罗哈数同试验结果完全相符。     

高分辨率TVD-FVM方法求解二维圆柱受迫振动问题

该文基于RANS方程,结合SST k-ω湍流模型,用单元速度向量转化法基础上的TVD格式对不可压缩流进行有限体积求解。研究雷诺数10 000,无量纲振幅0.3-0.5,无量纲频率0.70-1.40的圆柱受迫振动问题,结果表明:升力系数随无量纲频率变化规律与他人实验及数值结果拟合良好,成功捕捉到升力系数相位跳跃现象;对激振力系数、涡力系数、漩涡脱落形态及漩涡脱落频率进行深入分析,从能量角度验证转变(transition)现象。通过分析受迫振动激振力系数随无量纲频率变化规律,划分出激振区的无量纲频率范围,以利于半经验模型的快速VIV分析。对涡力及其相位进行分析,发现在转变后,涡力系数的数值大于升力系数,说明在振动频率较大时,惯性力较大,尽管惯性力不影响能量系数变化,但会加大涡力系数。     

基于通量差分分裂型上风差分方法求解非定常不可压？…

本文使用通量差分分裂型上风差分格式求解了三晨定常不可压缩ＮＨａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程。采用这种方法，本文首先在绝对和相对两种数值模拟了低雷诺数定常条件下平板周期性振荡问题，计算结果与解析解相当吻合；然后数值考察了雷诺数Ｒｅ＝２００，角速度ω＝０和ω＝１两种情形下圆柱绕流问题，数值计算所得的阻力系数力系数和斯特罗哈 试验结果完全相符。     

低合金球墨铸铁的研究

研究了Ｃｒ－Ｍｎ、Ｃｒ－Ｍｎ－Ｃｕ、Ｃｒ－Ｍｎ－Ｂ及Ｃｒ－Ｍｎ－Ｃｕ－Ｂ低合金球墨铸铁。通过用不同淬火介质进行热处理，使低合金球铁的显微组织、机械性能及耐磨性均优于稀土中锰球铁，而生产成本也显著降低。     

Morison方程水动力系数归一化的探讨

Ｍｏｒｉｓｏｎ方程中水动力系数Ｃｄ及Ｃｍ不仅与小尺度构件的变形，它在水中放置状态以及Ｋｃ数和Ｒｅ数有关，而且通常认为还随环境条件的不同而改变，即规则波与不规则波的系数不相同，纯波与流流共存的系数亦不同。本文探讨了将环境条件差异而造成水动力系数的变化，归化为Ｋｃ数的恰当定义和不规则波特征波的恰当选用，从而得到规则波与不规则波，纯波与波流共存不同条件下归一化的水动力系数Ｃｄ，Ｃｍ与Ｋｃ数的相关结果。     

汇集集箱静压分布参数Ch值的确定方法

本文借助汇集集箱微元控制体动量方程中Ｃｈ值与动量交换系数Ｋ的关系及三通中直管局部阻力系数的表达式，导出了汇集集箱静压分布参数Ｃｈ值的表达式：Ｃｈｉ＝１－（０．５５ｗｉ＋ｗｉ＋１）／（ｗｉ＋ｗｉ＋１），还得到均匀汇集时Ｃｈｅｉ的表达式：Ｃｈｅｉ＝（０．４５－０．４５ｘｉ／Ｌ）／（２－１／ｎ－２ｘｉ／Ｌ）。     

万家寨水利枢纽发电机转子支架焊接裂纹分析

万家寨水利枢纽的１～３号机组，其发电机转子支持为圆盘式焊接结构。在焊接后曾我 出现裂纹，而裂纹均出现在２０ＳｉＭｎ钢的近缝区，属于冷纹性质。经分析，２０ＳｉＭｎ钢材中有一定量的非受控元素，如：Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｎ；而受控制元素的含量也均在标准量的上限，致使碳当量Ｃｏｇ和裂纹敏感系数Ｐｃｍ均偏高。可以判定这是产生冷裂纹的主要原因。经人为，对２０ＳｉＭｏ钢的大件焊接结构，当裂纹敏感系数偏大时，则焊接     

二维突扩层流的开边界问题

以混合有限分析法结合相应的边界条件对二维突扩层流进行了Ｒｅ＝５６和１１４流动的计算，得出与试验资料十分吻合结果，发现Ｒｅ＝５６时流动是对称的，而Ｒｅ＝１１４时主流偏向一侧。同时对其开边界条件也进行了数值分析，得出计算区域应满足的最短距离。     

绕方柱流脉动压力场的大涡模拟

采用有限差分法，对雷诺数为22000的绕方柱流的脉动压力场进行了三维大涡模拟。采用时间分解算子法，将N－S方程分为对流分步、扩散分步和传播分步，再分别进行计算，在大涡模拟中，用两层模型处理Smagorinsky模型在近壁区模拟结果的发散问题。计算的压力场以及阻力系数、升力系数和Strouhal数均与试验结果较为吻合。     

MT—VLF法和DC电法在浅部岩溶勘探中的应用

ＭＴ－ＶＬＦ法具有高分辩率，能提供对水和粘土敏感的电阻率参数。ＤＣ 允许生趣纠正ＶＬＦ数据并显示调查深和目标深度之间的相关性。将ＭＴ－ＶＬＦ法与ＤＣ电法结合应用，对一个已探查出的完全掩埋的岩溶通道进行了地球物理试验。在纠正初始场经引起的形变后，ＭＴ－ＶＬＦ数据清楚地显示：在该场地中心部位，岩溶通道并不与异常轴相一致而与电导区和电阻区的边界一致。２Ｄ方法进行一步证实直接探测该通道是不可行的。通道造近     

平面二维Lagrange—Euler方法及其在水流计算中的应用

作者在分析总结有关Ｌ－Ｅ法，ＭＡＣ法及ＰＩＣ法等优越性的基础上，建立了适合于计算类似分洪区水流运动的平面二维Ｌ－Ｅ法的数值模型，并用其同荆江分洪区１９５４年的分洪过程，通过计算结果与实测资料的对比，证实了该方法的可行性与可靠性。     

床面颗粒受力的脉动特性

本文试验研究了床面泥沙颗粒受力的脉动特性，单颗粒球体突出于床面的试验结果表明，颗粒所受的时均力与纵向时均流速的平方成线性关系。上举力系数Ｃ１＝０．２９６，拖力系数Ｃ４＝０．３９２，与颗粒在静水中沉降时的阻力系数相近。颗粒受力的脉动强度不到时均值的１０％，脉动上举力系数Ｃ、１＝０．０７８，脉动拖力系数Ｃ４＝０１５１．脉动应力的概率密度为正态分布。梅花开紧密排列的试验结果表明，取球顶以上０．１５Ｄ处实     

规则波和水流共同作用下圆柱受力的研究

本文通过实验研究,基于Morison方程和线性波理论,探讨了在规则波和水流共同作用下作用于垂直圆柱上的横向力,它与正向力的关系以及它对总力的影响。根据KC数的重新定义值,文中给出了合力系数C_l、速度力系数C_d、惯性力系数C_m、升力系数C_L及升力主导频率与KC数的相关图。结果表明,在一定KC数的范围内,横向力对总力的影响不应忽略;速度力系数C_d、惯性力系数C_m及合力系数C_l与重新定义的KC数有着良好的相关性。     

BINGHAM液体在圆管中流动的稳定性

将涡流模型［１］推广应用于研究一类带屈服应力的液体－Ｂｉｎｇｈａｍ液体在圆管中流动的稳定性，建立了判别其流动状态的判据──广义临界雷诺数Ｒｅｃ。同时将Ｍｉｓｈａ—Ｔｒｐａｔｈｉ［２］和ＨａｎＫｓ［３］流动稳定性理论用于该问题的研究。各模型的研究结果与Ｆｒｏｉｓｈｔｅｔｅｒ＆Ｖｉｎｏｇｒａｄｏｖ提供的实验数据［４］进行了比较。理论分析与实验资料表明：涡流模型对于非牛顿流体的流动稳定性研究具有较好的适应性与准确性     

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.     

半无限土坡弹塑性应力的计算

本文根据Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ屈服准则推导了半无限土坡在坡顶竖向荷载作用下的应力计算公式。结果表明：在坡顶荷载ｑ作用下，半无限土坡将经历弹性—弹塑性的变化过程。当ｑ小于临塑荷载ｑｐ时，土坡处于弹性状态；当ｑ＝ｑｐ时，土坡处于临塑状态，从临塑角处开始出现塑性变形。随着ｑ的继续增大，塑性区不断扩大，土坡处于弹塑性状态；当ｑ等于极限荷载时，土坡达到极限平衡状态，坡内应力可分为三个区。文中还给出了半无限土坡临塑角及临塑和极限荷载系数的计算图表。     

一种求解高Re数下N—S方程的边界元方法

本文证明了文献（１０）所述的求解二维Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程的边界元方法在高Ｒｅ下仍是稳定的。作为示例，本文给出了方腔拖动粘性流在Ｒｅ＝１００００下的收敛解。该解与差分法所得结果相吻合。