实现城市雨水资源化的基本途径

在城市水利学的基础上,分析了国内外雨水资源利用的现状,并简述了城市雨水资源化的提出及其内涵,提出了实现城市雨水资源化的基本途径,为城市进行雨水的高效利用提供了依据。     

用附加动量理论分析齿墩与消力池联合消能机理

用"附加动量"水跃理论分析齿墩与消力池联合应用的消能机理,用跃后水深、水跃长度或 单宽水跃容积减少的百分数,估计新增消能设施的经济效益。并通过模型试验验证了消能 的理论分析,计算了新增设施的消能量、跃后水深、水跃长度或单宽水跃容积减少的百分数 。结果表明:采用齿墩设施,可增进消力池的消能作用,并取得显著的经济效益,达到了附加动 量水跃理论所预期的效果。     

泄水建筑物内消能工的研究与应用

在国家自然科学基金一雅砻联合基金的资助下．对内消能工的研究与应用进行了综i术．并结合公伯峡水电站右岸导流洞改建为水平旋流泄洪洞的实践和论证阶段的雅砻江两河口水电站导流洞的改建．提出旋流阻塞复合式内消能工的概念。     

旋流竖井段水力特性数值模拟

采用标准κ-ε模型和VOF方法相结合，实现了水平旋流竖井段的水力特性的数值模拟.并计算了不同收缩比起旋器出口情况下竖井段的水力特性。模拟计算结果与试验结果对比表明，旋流竖井段的水力特性采用这种标准κ-ε模型的模拟效果较好。     

导流洞改建为旋流式内消能泄洪洞的研究和实践——以公伯峡水电站为例

概述了国内外旋流式内消能工的研究与进展,认为该种内消能工是适合于高水头、大流量高坝建设的新型消能工,是一种适合将施工导流洞改建为泄洪洞的可行方案。以黄河公伯峡水电站为例,论述了竖井旋流式与水平旋流式内消能工在体型优化中的重点与方向问题;泄流能力的协调与匹配问题;通气孔的设计、消能率的构成、空化空蚀、衬砌标准与范围、下游水深的影响等问题。针对旋流式内消能工目前尚无任何设计规范可依据的情况,认为开展进一步的讨论和研究是有必要的。     

泄水建筑物内消能工的研究与应用

在国家自然科学基金-雅砻联合基金的资助下,对内消能工的研究与应用进行了综述,并结合公伯峡水电站右岸导流洞改建为水平旋流泄洪洞的实践和论证阶段的雅砻江两河口水电站导流洞的改建,提出旋流阻塞复合式内消能工的概念。     

后混式射流粉碎中多相射流特性及加速分区理论研究

针对后混式高速水射流超细粉碎技术,采用理论分析、数值计算和粉碎实验相结合的方法对D25和D50两种加速管管型下的复杂流场做了分析,着重研究了多相流流动特性并提出了加速分区理论.研究结果表明:采用FLUENT软件包对多相射流流动进行模拟研究结果可靠;射流紊动、掺气和卷吸特性是多相射流相间能量传递和附加相获取一定的初始动能的主要方式;加速管管径对射流流动特性和粉碎效率影响显著,其管径越大水射流紊动越剧烈,能量耗散越快,对附加相加速不利且粉碎效率也越低;附加相加速存在明显的分区,分别为理想加速区(δ＜1R)、内层高效加速区(1R＜δ＜2R)、外层高效加速区(2R＜δ＜3R)和低效加速区(3R＜δ);为了获取更高的粉碎效率,需采用较小管径加速管使颗粒尽量靠近射流理想加速区.     

空腔旋转流压强与影响因素

该文通过模型试验与理论分析,探讨了泄水道水平空腔旋转流压强的产生机理与构成,在对影响因素相互关系分析的基础上,研究了壁面压强与空腔气体压强的变化规律。所得主要结论为:起旋器孔口的动水压强p_1、壁面压强p_w和空腔气体压强p_0均可表示为起旋器孔口的水流弗劳德数Fr_q、通气孔通气量弗劳德数fr_Ф和相对下游水深h/D的函数关系,且流态不同时影响变量也不同;p_0的变化是由通气孔的通气量始终等于空腔旋转流携气量的动态平衡关系决定的,由该关系可得到fr_Ф与Fr_q之间为线性关系;随相对通气孔直径D_0/D的增大,相对气体压强p_0/ρgH增大并趋向于零,临界值约在D_0/D=0.2,h/D对p_0/ρgH的影响是相对的;由于空腔旋转流的气水界面具有"橡皮筋"特性,离心力导致壁面压强并向上游传递,因此,p_1/ρgH与(p_w-p_0)/ρgH之间为线性关系;随Fr_q~2的增大,p_1/ρgH线性减小,p_w/ρgH线性增大;在抽吸旋转流流态下,旋流洞内离心力压强与壁面压强的比值大于1,不同的旋流洞断面比值不同。     

淹没射流与水平旋流梯级内消能工的水力特性

为解决导流洞改建为单一内消能泄洪洞出现的空蚀问题,作用水头难以提高,运行方式和灵活性有限等工程实际问题,提出了一种新型“淹没射流与旋流梯级内消能工”。通过模型试验对其基本流态与水力特性进行量测和分析,结果表明：竖井水位是保证稳定运行的关键条件,当其高于射流尾水洞洞径的1.2倍后,各部分流态均趋于稳定;上游水位与下游水位均会影响竖井水位,其中上游水位影响更为显著;射流孔口和起旋器孔口的无量纲泄流量与其相对净作用水头均为线性增大关系;在射流段、水平旋流洞段与旋流阻塞扩散段,壁面压强沿程呈现出明显的分三段降低、各段稳定变化的特征。本文试验条件下,各段的最大压强水头差与总水头的比值分别为0.12、0.47和0.2,射流和旋流两级消能最大净作用水头占总水头的比例分别为0.13 ~ 0.15和0.59 ~ 0.80,最大孔口流速26.2 m/s,射流尾水和旋流扩散段的最大断面平均流速10.5 m/s,14.5 m/s,表明其具有良好的分级分段的消能特性,体型基本合理,但总作用水头尚有较大的提高余地,分级消能的比例尚需进一步优化。     

旋流消能工内空腔旋流的数值模拟

为了克服试验研究的局限,揭示旋流消能工内部的流动特性,以公伯峡水平旋流泄洪洞为例,在原、模型试验研究的基础上,采用Realizablek-ε湍流模型对空腔旋流进行数值模拟.模拟结果表明,压强等值线沿径向大致以旋流空腔为中心的同心圆轴对称分布;旋流区和空腔内流速具有明显的分区特性,旋流区动能沿程由切向动能向轴向动能转变,并得到旋流角的印证;旋流空腔沿旋流洞轴向和径向均有变化;湍动能与湍动能耗散率的径向分布体现出水气交界面处水气混掺紊动、离心力引起壁面摩擦力的增加是空腔旋流具有较大消能率的原因.通过数值模拟与原、模型水力特性的对比分析可知,数值模拟能够客观地反映出空腔旋流内部的流场特性,成果可为旋流消能工内空腔旋流的研究应用提供参考.