水中气核谱的量测

一、文杜里管的型式 试验采用Delft实验室提出的文杜里管型式.它为上下游对称的圆管,进出口最大直径为8毫米,喉部的直径为2毫米,沿文杜里管长度方向的管壁曲线形状可用下式描述(图1).     

水洞空化核谱测量

本文介绍用激光全息法测量φ350毫米水洞空化核谱的实践经验。结果表明:水洞水样中极大多数是固体粒子,这些是对空化事件不起什么作用的“惰性核”。根据全息图象的光学特征来判读,或者在水洞中引出过滤旁路测量都能获得纯气核谱,两种方法各有利弊。实验数据还表明:在没有大气核的情况下,水洞工作段横截面上的气核分布可以认为是均匀的;只要保持水洞水速和静压不变运转足够长时间,可以认为水洞核谱是定常的;加压运转或快速抽空操作都会使小核数目增加,大核数目减少;水样的过滤不改变总空气含量比,仅有可能改变核谱;水的总空气含量比,天气、气候等都是影响水洞空化核谱的因素。本文还给出了空化核谱对Schiebe1.0头体空化起始影响的实验结果。     

明渠自掺气水流掺气浓度分布研究

本文利用明渠水流垂向脉动流速正态分布假设，从水滴自由跃移及撞击分析出发导出跃移区水团浓度分布函数。同时，利用悬移区气泡扩散理论，修正界面外的应力关系，推求出悬区气泡浓度分布函。分布函数在界面处具有一阶连续导数，并由此可以求出界面浓度Ｃｒ。经与实验资料率定，给出了各参数的经验关系，并与室内试验实测浓度分布吻合良好。     

自掺气水流流速分布

本文根据前人的实验资料,建立了一套计算自掺气水流流速分布的半经验半理论方法。提出了掺气对紊动有抑制作用,从而导致近底流速指数中指数大于1／7,并使自掺气水流的最大流速比不掺气水流的最大流速有所增大。公式的计算结果与实验数据相对比,结果基本一致。     

明渠自掺气水流发展区掺气浓度分布试验

本文对不同坡度、水深和流速的明渠掺气水流的掺气浓度进行了测量.通过对试验数据分析,发现掺气发展区断面掺气浓度分布曲线与均匀掺气区的差异在于前者下支浓度梯度很小.本文拟合了该无因次水深与佛汝德数的经验计算式,与试验数据吻合良好.     

明渠气—水两相混合物掺气浓度分布的计算

本文应用紊动扩散方程，在假设流速及紊动扩散系数取值更符合实际分布的情况下，推导出明渠二维恒定流中掺气浓度分布的表达式．为了检验该数学模型的正确性，与实验资料进行了比较，结果表明，该模式的计算成果与实测资料吻合良好，这一研究成果对生产实践具有一定的指导性     

珠江流域多尺度降水空间分布特征研究

利用珠江流域46个站点1959—2009年的逐日降水资料,分析研究流域降水空间分布情况和变化规律。研究结果表明:1珠江流域降水时空分布不均匀,流域降水东西差异显著,其中东部广东省地区降水表现为局部的南北差异明显;2珠江三角洲地区降水情势愈益复杂化,夏季降水高值区域分布范围出现聚集缩小趋势,冬季三角洲沿海地区的降水低值区呈现出扩张趋势,夏季洪涝灾害、冬季咸潮上溯的威胁正逐步加重。     

气核成份及其对空化现象的影响

本文对气核的成份进行了分析。指出在有关空化现象的计算、分析和模拟中,气核成份的影响应当予以考虑。     

泄槽底部掺气坎后水流掺气浓度分布模型试验

针对泄槽底部掺气坎后的掺气浓度分布规律较为复杂、研究成果较少的问题,为了更清楚地探究泄槽底部掺气坎后上游直段、反弧段及下游直段水流掺气浓度分布规律,采用含有反弧段的泄槽进行模型试验研究。试验结果表明:上游直段、反弧段及下游直段水流中不同水深处掺气浓度的沿程变化规律是不相同的;其他条件不变时,水流掺气浓度随掺气坎高度的增加而增大,随反弧段反弧半径的减小而减小;掺气坎高度和反弧半径对掺气设施的有效保护范围有一定的影响,适当提高掺气坎的高度和反弧段的半径对增大掺气设施的有效保护长度有利。     

超声衰减谱法测量泥沙粒度分布

利用超声衰减谱的测量,可以获得泥沙中颗粒粒度分布信息。采用超声耦合相模型和Bouguer-Lambert-Beer-Law散射模型的叠加描述河流泥沙中超声衰减行为,宽频超声换能器测量得到2MHZ至7MHZ间泥沙声衰减谱,结合独立模式的最优正则化反演算法,获得了体积浓度4.5%,12.4%,15.8%下泥沙的颗粒粒度分布。结果表明,超声衰减谱法能在体积浓度直至15.8%的高浓度条件下获得泥沙颗粒粒度分布,并且测量得到的平均粒度受浓度变化影响较小。将超声法测量结果与光学图像法测量结果相比较,两种测量方法得到的结果较为吻合。     

明渠自掺气水流掺气浓度分布Wood模型的改进研究

本文对明渠自掺气水流均匀流区掺气浓度分布的Wood计算模型建立中的两条基本假设进行了改进,在考虑掺气水流水气二相间相互作用的条件下,建立了气泡上浮速度和紊动扩散系数的计算式,并运用紊动扩散方程,导出了掺气均匀流掺气浓度分布的计算公式。计算值与实测值吻合良好。     

弯道水流掺气浓度分布规律试验研究

关于弯道水流的水流结构、紊动特性、泥沙输移、床面变形等研究成果较多,而掺气研究较少。采用物理模型试验与理论分析相结合的方法,研究了弯道水流掺气浓度分布规律。实验装置由掺气设施及起始直段、左向弯道、中间直段、右向弯道、末尾直段组成。实验结果表明:弯道水流掺气浓度沿程递减,在凸岸一侧沿程减小的速率较快,凹岸反之;在垂线方向上气体的迁移扩散与水流的结构特性有密切的关系,底部掺气浓度值小,上部掺气浓度值大;各个断面凹岸侧横向掺气浓度值大于凸岸侧。     

掺气挑坎下游的含气浓度分布

采用挑坎掺气减蚀设施,整个过水道上需要设置几道挑坎,必需解决的问题之一就是掺气设施的保护长度问题。显然如果能掌握挑坎下游耗散区的含气浓度分布,确定其保护长度的问题就迎刃而解。为了达到这一目地,作了应用紊动扩散理论来描述挑坎下游耗散区的含气浓度分布的探索。     

基于数字图像处理的掺气水流 气泡分布研究

通过试验室研究,借助高速数码摄像机,结合VC高级编程技术,开发掺气水流气泡分析 软件,提出一种自动识别水气两相流中气泡的数字图像处理方法,为图像处理技术与水气两相流 实测研究相结合的尝试和探索。研究成果将提高对高速水流掺气机理的认识,为今后进一步深入 研究图像处理技术在水流流场特别是高速水气两相流流场测量中的应用打下良好的基础,对提高 掺气浓度的测量水平和精度,进而提高水力模型试验水平、满足工程设计要求等都具有较高的学 术意义和实用价值。     

通气坎下游掺气浓度分布的研究

本文从气泡输移方程出发,结合原型和模型实测资料分析,给出了平直底板通气挑坎下游水流底部的掺气浓度沿程演变规律、相应的保护长度及含气量沿程递减率等计算公式。并在计入水流速度、气泡上浮速度和紊动扩散系数的沿程变化的情况下,求得了不计表面自掺气影响的气泡输移方程的理论解。实例验证,本文的有关结论和相应的计算方法是适宜的。     

循环流化床环核结构速度分布PIV测试

利用粒子图像测速仪（PIV）对循环流化床中颗粒流场进行了系统的实验研究。运用适合于高粒子浓度的最小方差法（MQD）图像处理算法得到了截面内典型环核流动颗粒速度矢量场。采用速度矢量场的方法可以确定出环核结构分界。定量上获得了不同时刻颗粒轴向上升和下落平均速度大小及沿床径向分布特性。在统计颗粒轴向上升速度和下落速度代数和基础上,获得了总体上颗粒轴向速度沿床径向在整个截面内形成抛物线型的环核分布规律。     

鄱阳湖流域日尺度降水集中度指数的时空分布规律

基于鄱阳湖流域1957—2019年14个气象站点的逐日降水数据,采用降水集中度指数CI（Precipitation Concentration Index）表征鄱阳湖流域日尺度下降水的集中程度。在分析出该流域多年平均降水集中度(A_CI)的空间分布特征的基础上,进一步采用Mann-Kendall和Sen′s方法检测出CI的趋势,利用Pettitt方法检验出CI突变的年份。结果表明:（1）鄱阳湖流域多年平均降水集中度(A_CI)由南至北上升,反映出流域北部降水更为集中,其降水极值的发生概率相对更高;（2）东部地区大部分站点的CI呈显著上升的趋势,反映出东部地区的降水程度愈发集中;（3）东北部景德镇站、南城站,降水集中指数CI分别于2006、2009年发生显著突变。并且,CI突变后的均值较突变前有所增加,表明近些年景德镇站、南城站日尺度下降水在年内显著集中。     

浅层包气带土壤水昼夜分布变化规律模拟研究

西北干旱半干旱地区,浅层包气带含水率与地温等地下水文要素的分布特征对保护旱区表生生态环境起到至关重要的作用。以鄂尔多斯风沙滩地区原位土柱试验为基础,采用HYDRUS-1 D对一维入渗过程的水蒸汽变化、含水率和温度分布进行数值模拟并通过实测值进行验证。结果表明:温度梯度对浅层包气带土壤含水率昼夜变化及水蒸汽通量分布起到主控作用;日尺度剖面水蒸汽运动过程可分为3个阶段:阶段1(1:00-7:00),阶段2(8:00-16:00)及阶段3(17:00-23:00);当温度梯度方向向上,水蒸汽通量向上运动时,含水率变小,反之,含水率变大。利用HYDRUS模型分析水蒸汽的运动规律,揭示了土壤温度对土壤水分布的影响机制,为旱区蒸发过程及生态环境保护提供科学依据。     

掺气对明渠流速分布影响的试验研究

为揭示掺气对明渠流速分布的影响,采用针式掺气流速仪对3种不同掺气形式的水流分布进行测量,分析结果表明:在掺气发展区无论自掺气水流还是强迫掺气水流,其断面垂线流速最大值都在水面以下;各断面相同位置处,强迫掺气水流流速都大于自掺气水流对应的流速;无量纲垂线流速分布曲线都保持类似指数分布规律,在近槽底附近,指数介于6～6.5,而曲线后半支较指数分布平缓.