双层横向振荡格栅紊流特性的实验研究

该文设计制作了一套双层横向振荡格栅水槽,实验率定了双层横向振荡格栅中心区域紊流速度与振荡格栅冲程和频率的关系,并拟合出中心区域紊流三维均方根流速和紊动强度公式。同时实验确定了不同振幅和频率作用下均匀紊流区域的范围,计算了振荡格栅中心区域紊流的紊动积分尺度,并分析了紊动能量谱分布。实验研究证明双层横向振荡格栅中心区域一定范围内可以生成平均流速接近为零,近似天然明渠紊流特征的紊流场。据此,双层横向振荡格栅水槽可以为研究盐度扩散和泥沙运动规律等提供良好可控的水动力基础。     

扁球体颗粒沉降形态的数值模拟研究

该文利用三维格子玻耳兹曼-大涡模拟模型对不同雷诺数下(Re=5-2685)扁球体颗粒的静水沉降进行了模拟.结果表明,随着雷诺数的增加(颗粒增大),扁球体颗粒会经历五种沉降状态:稳定下落、阻尼摆动、周期摆动、混乱下落和斜线滚落,此颗粒运动形态与已有研究结果一致.并通过分析颗粒和周围流场的相互作用,即沉降过程中颗粒位移和受力以及颗粒对周围流场的影响,得到颗粒不同沉降运动形态的形成原因:雷诺数较小时,颗粒对流场扰动小,流线分布对称,流场对颗粒的作用力对称,合力作用线接近重心,合力矩也较小,颗粒运动形态较规则;雷诺数较大时,颗粒对流场的影响明显,流场分布紊乱,流场对颗粒作用力更加复杂,外力和外力矩都较大,颗粒运动形态较为不规则.     

振荡层流边界层运动的格子Boltzmann模拟

将波浪作用下的振荡边界层问题化为振动平板边界层问题,利用格子Boltzmann方法中不可压缩的模型模拟了线性波和椭圆余弦波作用下的层流边界层流速变化,并和理论解进行了比较。算例表明,不同波浪条件下的数值模拟结果和理论解吻合较好,仅在流速较小的相位时两者在近床面处有较大误差,误差的形成主要与边界条件的精度有关。     

三维强迫均匀各向同性紊流直接数值模拟研究

均匀各向同性紊流作为紊动水流的一种简化特例,被广泛应用于泥沙悬浮、污染物扩散等问题的研究中。该文利用伪谱分析方法,建立了三维均匀各向同性紊流并行计算模型,利用直接数值模拟方法生成了不同初始能量谱和不同雷诺数条件下强迫均匀各向同性紊流流场,研究了强迫均匀各向同性紊流三维紊动特性。模拟结果表明:初始能量谱取值不会影响稳定后的紊动流场;不同雷诺数条件下,雷诺数越大,强迫均匀各向同性紊流紊动强度越大,形成的惯性子区越宽。     

波浪-水流相互作用模型

从N-S方程入手推导并建立了波浪和水流相互作用数学模型。该模型耦合了波浪和水流之间的相互作用因素，统一描述了波浪、水流流场在波流边界层内、外的变化规律，同时引入了k-ε紊动模型封闭了方程。模型结果与实验数据比较结果表明，所建立的波浪水流全流场模型能很好地反映波浪、水流之间的相互作用特性。     

T型坝两侧潮汐水动力特性的数值研究

为了避免传统潮汐能开发过程中在河口或海湾筑坝形成水库进而严重影响通航、鱼类产卵洄游和生态环境,考虑了一种垂直于海岸的＂T＂型坝,使平行于海岸向潮波传播到坝体两侧的潮位存在相位差,进而产生作用于坝上的水头。本文研究了该型坝坝体两侧的水动力特性,探索坝体和引水洞几何参数对作用于坝上水头的影响规律。该研究基于二维潮流模型,模拟了渤海及黄海北部海域潮流场,考虑在大连附近设置T型坝,计算和分析了坝头和坝干长度对作用于坝上最大水头的影响规律,固定坝干（或坝头）长度,作用在坝上的水头在一定范围内随坝头（或坝干）增长而线性增大。研究了在坝干上设置引水洞的T型坝的潮汐水动力特性。研究结果表明：随着引水洞尺寸的增大,作用在坝上水头不断减小,而最大发电功率先增大后减小,存在一个发电峰值。     

波浪与透空式水平板相互作用数值模拟研究

基于计算流体动力学软件Flow3D,建立了模拟规则波与透空式水平板相互作用的三维数值波浪水槽。将数值模拟结果与实验资料进行了对比验证,结果表明,所建三维数值波浪模型能准确计算出作用在平板上的波浪浮托力,并能很好地模拟出波浪遇平板发生的波面流场变化及作用在平板底部压强分布变化。将模型应用于计算作用在海洋平台主船体底部波浪浮托力,所得结果可为工程设计提供参考依据。     

扁球体泥沙颗粒沉降的三维格子Boltzmann模型

应用格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)模拟扁球体单颗粒沉降,并引入大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)描述较大颗粒沉降引起的尾流紊动,建立了扁球状泥沙颗粒沉降的三维数值模型。利用该模型对不同雷诺数下(1～7 580)扁球体泥沙颗粒的静水沉降进行了验证模拟。数值模拟结果与已有试验数据相比较,在泥沙颗粒沉降轨迹、沉降速度和阻力系数等方面有较好的一致性。     

支持向量机分类法在设备状态评估中的应用

通过在线监测诊断系统,对炼油厂量机分类法应用于设备运行状态的评估,定量给出反映设备运行状态的优劣指标.由评估参数的变化,发现机组出现异常.停机检修发现烟机叶片不均匀磨损,为企业设备维修计划提供科学依据.     

负门槛比相技术在接地选线保护中的应用

本文以小电流接地系统单相接地时电压、电流的特点为依据，分析了电流比相式接地选线保护的原理与构成，指出了它存在的问题，提出了采用“负门槛比相技术”来解决这些问题的方法。