光滑粒子水动力学在水利与海洋工程中的应用研究进展

将光滑粒子水动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)在水利及海洋工程中的应用分为纯水流模拟、流固耦合模拟、泥沙模拟和水气两相流模拟4大类问题,系统地介绍了SPH在解决这些问题时的技术手段与研究现状,指出了SPH独特的计算方法及其在处理无反射造波、进出流边界、流固界面运动、底床冲刷等问题中面临的困难,阐述了不同类型的SPH模型的优缺点,总结了SPH在过去十几年的发展特点,并提出未来SPH在水动力学领域的发展方向应该集中在开发高精度与高效率的新算法模型、成熟的紊流模型和高效的并行计算模型方面。     

水轮机设计及改造最新技术——CFD技术

文章就当今水轮机设计及改造中采用的最新技术CFD技术－计算机模拟流态分析技术作了概要说明，它给了我们一种全新的水轮机设计理念；同时对水轮机模型试验中CFD技术的应用－NTS（数字试验台），作了说明与介绍。随着计算流体力学及大功率计算机的发展，此项技术正在成为水轮机设计与改造的主流。     

CFD在水处理反应器研究中的应用进展

计算流体动力学(CFD)已在水处理反应器研究中得到了较为广泛的应用。本文综述了CFD技术在固液分离反应器、生物处理反应器以及化学处理反应器研究中的应用现状,并指出了应用中所存在的不足,进而提出了CFD应用于水处理反应器模拟中有待进一步研究的问题。     

防洪抗旱减灾研究进展

防洪抗旱减灾是中国水利水电科学研究院重要的研究领域之一。几代专家辛勤耕耘,为此领域的发展奠定了坚实的基础。新世纪以来,随着防洪减灾研究所与水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心的成立,防洪抗旱减灾领域的研究力量进一步加强,学科建设取得了新的进展,为推进新时期防汛抗旱工作向“洪水管理”与“全面抗旱”的两个转变提供了有力的科技支撑。本文从灾害学、防灾学与防灾减灾技术3个层次介绍了减灾中心近年来在防洪抗旱减灾领域取得的部分成果。     

海洋工程试验中API谱特性的风模拟

海洋环境中风荷载是船、采油平台、海上结构等所受主要荷载之一。自然界中的风不均匀且具有较强的脉动性。因此,研究随机脉动风场具有实际意义。采用伺服驱动有效控制风机的响应时间,基于脉动风谱特性进行了随机脉动风的模拟试验,并与同类试验相比,谱形波动较小,因此具有更好的稳定性。同时还研究了各种不同控制因子对谱模拟的影响,给出了稳定脉动风场所需信号时间间隔、试验时长等参数的选取区间。     

刺激鱼类自然繁殖的生态调度和适应性管理研究进展

水库调控下的水文情势、河道环境与鱼类行为之间如何驱动响应,促进生态良性循环的反馈调节机制如何科学建立,现有水库生态调度方案如何优化调整,是近年来我国试验性生态调度工作中面临的一连串新问题,也是我国马上步入后水电时代水库可持续运行与适应性管理迫切需要考虑的问题。通过系统调研和梳理总结,综述了水库调度环境下的鱼类生态响应与生态调度方面的研究进展,认为适应性管理闭环的顶层设计、人工调度环境下的鱼类行为响应机理、刺激鱼类行为响应的水文过程反馈调节机制,以及生态调度实践初期面临的小样本问题,是当前研究的难点和下一步亟待攻克的科学问题。在此基础上,提出了从“驱动力—状态—响应”这一逻辑链条有机串联和系统研究“水文过程—河道环境—鱼类行为”之间复杂响应与互馈关系的设想,并对未来生态水文学、生态水力学和鱼类生态学等多学科的贯通发展,以及新一代计算机和信息技术在本领域的尝试应用进行了展望。     

五套海岸海洋工程科学经典和进展丛书简介

本文精选介绍了五套海岸海洋工程系列丛书,这些丛书内容涵盖海岸海洋工程领域的各个分支学科,回顾了本领域相关课题的历史发展,给出了最新的研究成果。这些系列丛书的综合性、前瞻性和权威性,使其成为海岸海洋领域的重要参考书,这些丛书将给我国相关领域的研究和工程技术人员、学生提供很大的帮助。     

坡面流阻力研究进展

坡面流阻力的研究对了解坡面流水流特性、汇流过程、土壤侵蚀和坡面产沙机理都非常重要。本文分5个方面总结了坡面流阻力研究的最新进展:(1)坡面流阻力系数与雷诺数的关系;(2)光滑床面上的坡面水流阻力;(3)粗糙床面上的坡面水流阻力;(4)降雨对坡面流阻力影响的研究;(5)坡面流阻力的计算模型。综合前人研究发现,阻力系数与雷诺数在不同的条件下呈正相关或负相关关系;用叠加法计算不同条件下的坡面流阻力有其合理的一面,也有不足之处;粗糙动床条件下的坡面水流阻力计算模型更接近实际情况。最后,本文指出了当前坡面流阻力研究存在的主要问题和未来需要突破的主攻方向。     

中国流域综合管理可行框架的近期进展

流域综合管理是保障水安全、生态安全和经济社会可持续发展的重要措施和工具。以中国—欧盟流域综合管理项目专家组的眼光和认识,阐述了中国在历史上的治河智慧,认为：推进流域综合管理重要的是政策、体制和机制的改革以及强有力的法律支撑。流域综合管理涉及经济、计划、水利、环保、国土资源、农业、林业、交通、科技和旅游等各部门,要求跨部门的合作和各利益相关者的共同参与。流域综合管理是一个动态过程,要与不同时期的经济社会发展条件相适应,所以,没有一个统一的蓝图。流域综合管理需要一个推进和探索的过程并要抓好试点工作,以积累经验。多年来,中国在推进流域综合管理上做了很多努力和铺垫工作,取得了丰富的实际成效,也为欧盟-中国流域综合管理项目的实施打下了基础。     

地下工程设计与施工中复合地层的研究进展

由于地质条件复杂多变,在复合地层施工时工程事故频发,因此,复合地层的研究得到越来越多国内外学者的关注。然而目前对复合地层的概念,国内外并没有形成统一的认识。首先根据前人对复合地层的定义和分类,总结了目前国内外工程中复合地层的常见类型,针对不同的工程定位,考虑尺度特征,从岩性、裂缝、地层、层间组合、硬度差异、岩石强度等角度对复合地层进行分类,并提出了一个相对系统的复合地层定义。其次,对典型复合地层地质条件特性进行总结,得出复合地层地质构造分布和地层岩性特征对复合地层工程力学响应的规律。最后,根据隧道工程施工实践与理论研究现状,从复合地层隧道开挖中TBM与围岩的相互响应、施工参数及结构优化、灾害控制与评价3个方面进行归纳,并提出了复合地层隧道围岩结构面识别和模型重建改进的方法。研究成果对研究复合地层具有重要的参考价值。     

复杂工程力学高性能应用软件系统研制进展

2016年科技部发布了"十三五"高性能计算重点研发计划专项项目,资助支持E级高性能计算机系统、高性能计算应用软件、高性能计算环境等的研制研发,其中"复杂工程力学高性能应用软件系统研制"是水利行业承担的唯一项目。该项目面向E级(每秒百亿亿次,1018 FLOPS)计算,研制一套涵盖静动力学分析、模态分析、冲击分析、材料损伤与破坏分析、非连续性分析等的"复杂工程力学高性能应用软件系统",突破100亿自由度计算规模,实现国家重大科技专项中复杂工程装备系统的典型力学响应行为分析,实现我国典型大型土木工程和大型水利工程抗重大自然灾害和全生命周期中抗疲劳损伤的力学综合性能评估,获得与实验一致的模拟结果。包含四项基本关键技术:(1)适应于高性能计算的高置信度物理建模与高精度计算方法;(2)复杂几何结构超大规模非结构网格的高可扩展建模技术;(3)连续-非连续复杂物理过程高精度模拟技术;(4)面向工程力学问题的十亿亿次高效求解技术。目前,完成了工程力学软件SAPTIS和PANDA的基于JAUMIN框架编程的高性能并行化工作,丰富了求解方法和模型,并且针对三峡水利工程和光机装置等应用完成了初步测试,测试结果显示加速效果明显,计算精度高,为项目最终目标的达成奠定了坚实基础。     

国内外地下工程防水技术新进展

地下工程在施工和使用过程中,时刻都受到地下水的危害.杜绝水对地下工程的危害,是地下工程设计和施工的重要课题.本文介绍了国内外地下工程防水技术的发展状况和存在的问题.概述了围岩防水、结构自防水、附加防水层以及排水系统等防水技术,总结了地下工程细部构造和外墙施工缝、后浇带以及变形缝细部构造处理及施工方法.并从结构自防水、自防与附加层防水相结合、新防水材料的应用以及施工工艺几个方面对地下工程防水技术作了进一步展望.     

影响我国热带气旋的频数与强度预测研究及其在海洋工程中的应对

应用滑动平均的方法,对近58年影响我国的热带气旋频数,强度和年极值强度进行趋势分析,并应用Spearman非参数趋势检验法进行了显著性检验。在此基础上应用基于分形理论的R/S方法对未来的热带气旋频数、强度和年极值强度进行了趋势预测。分析表明:未来影响我国的热带气旋频数、强度、年极值强度都是呈增加增强趋势的。最后,给出了面对热带气旋强度增强的海洋工程的应对方法。     

海洋工程中GFRP筋耐久性研究进展

综述了国内外学者对应用于海洋工程中的GFRP筋耐潮湿侵蚀,耐酸、碱、盐腐蚀,以及抗紫外线辐射,抗冻融破坏,耐干湿循环等性能的研究,分析了不同环境下GFRP筋性能的退化机理,介绍了采用改进的Arrhenius方程预测GFRP筋使用寿命的方法,并对海洋工程中GFRP筋的研究和应用进行了展望。     

百色水利枢纽机电工程进度目标控制实践与启示

采用项目管理手段进行进度目标控制,是提高建设项目投资效益的有效手段。以百色水利枢纽现场管理实践为例,通过机电工程进度目标决策过程分析,业主项目管理采用规划、控制和协调等方法进行机电工程进度管理与控制,阐述了业主项目管理在机电工程进度目标控制中的具体措施及其效果,总结了业主项目管理在机电工程进度目标控制中的应用启示,旨在对水利水电项目机电工程进度目标控制工作提供有益参考。     

基于文献计量的国际河流栖息地研究动态

河流栖息地是水域生态系统的重要组成部分,以Web of Science论文数据库为数据源,利用TDA等工具对2015-2017年国际河流栖息地研究进行文献计量分析。结果表明:该领域研究方向涉及环境科学与生态学、海洋与淡水生物学等多个学科;美国的发文量最高,中国居于第2位;"保护"、"河流"、"鱼类"和"气候变化"是热点关键词;当前河流栖息地研究动态集中于风险评估与生态修复、水生生物群落、外来生物入侵、栖息地的地貌变化等方面。     

国际水电工程的机电设计与工程管理

通过对国际水电工程机电设计特点的分析,提出了国际水电工程设计过程中存在的问题,并对各问题进行了初步的探讨与分析,提出解决问题的思路和建议。