Y型明渠交汇水流分离区的数值分析

针对Y型明渠交汇口的水流特性,应用三维各向异性的雷诺应力模型,采用交错网格上的有限体积法离散控制方程,用SIMPLE算法求解压力-速度场。数值计算结果与物理模型试验结果吻合较好,并据此重点探讨了不同交汇角条件下交汇口分离区尺寸的变化规律,提出Y型交汇水流分离区的定义和分离区尺寸与汇流比的函数关系。     

闹德海水库泥沙特性分析

基于流域水文泥沙资料及闹德海水库大断面等测量结果,分析了水库泥沙年内年际变化、库区大断面多年演变及洪水期间水库水沙对应关系,并通过分析不同年代泥沙粒径、含沙量、输沙量,探讨了水库水沙变化规律,提出采用蓄清排浑方法减缓水库淤积,为水利工程设计、水库长期运行提供了科学数据.     

同侧竖缝式鱼道水力特性数值模拟

针对竖缝式鱼道水力特性较复杂的特点,采用雷诺应力方程模型对同侧竖缝式鱼道池内的水流进行了二维数值模拟,并将数值模拟结果与物理模型试验结果进行了对比,验证了数值模型的正确性。进而建立了水池长宽比分别为5∶8、10∶8、12∶8三种鱼道模型,分别对底坡为1%、3%、5%三种条件下的鱼道水力特性进行了数值计算,得到了水流型态和竖缝最大流速、流速场、紊动能、雷诺应力等水流物理参数的分布规律。     

浑河洪水特性数值模拟分析

为研究浑河河道交汇口处的水流特性,选取大伙房水库到东陵闸河段为研究对象,采用MIKE21软件进行洪水演进计算,对北堤起点至鲍家河口河段的水面形态、流速分布及交汇口处分离区、滞留区等位置做了定量分析.数值模拟结果与实测值的对比表明,该法效果较好,符合实际洪水的运动规律,可为浑河抚顺段面临特大洪水时的防洪决策提供依据.     

丁坝对弯道水流紊动强度影响的试验研究

采用三维声学多普勒流速仪对弯道内丁坝附近水流的紊动特性进行了系统的试验研究,较为精确地测量了弯道内丁坝附近水流的三维时均流速和脉动强度等.根据试验数据,探讨了弯道水流及丁坝附近水流的紊动机理,分析其紊动特性,同时还对紊动强度分布特点进行了比较.     

复式断面河道“Y”型交汇河口水流水力特性

通过制作交汇角为90°的复式断面河道“Y”型交汇河口模型,利用三维声学多普勒流速仪(ADV)和测针获取流速及水位数据,对支流河口处的水流流态包括水面形态、水流流速和水流分区进行分析。结果表明复式断面河道交汇口处流场具有很强的紊动特性,其中分离区问题是航道整治和有关环境部门应重视的部位。     

天然河道与矩形水槽交汇口水面形态特性差异分析

鉴于天然河道与矩形水槽交汇口水面形态变化规律一致,定量分析上存在差异的问题,基于MIKE21FM建立天然河道阜新细河与支流汤头河交汇口的水动力数学模型,模型应用有限体积法求解浅水方程,通过对比模拟水面线与实测洪痕推算水面线,表明该模型能较好地模拟交汇口水流运动过程。利用该模型模拟不同分流比条件下天然河道交汇口水流运动,分析交汇口处的水面横比降、纵比降、分离区特征值与已有矩形水槽研究结果的差异。结果表明,天然河道断面形态由单一的横比降向凸脊形过渡发生在汇流比为0.5时,大于矩形水槽汇流比0.4;随着汇流比的增大,天然河道上游干流纵比降减小速率与矩形水槽基本一致,支流上游纵比降增大速率小于矩形水槽,干流下游纵比降增大速率大于矩形水槽;天然河道分离区的形状指标与收缩系数均大于矩形水槽,并给出了形状指标、收缩系数与汇流比的一般关系式。研究结果可用于指导河道整治、河网和河道设计等领域的实际工作。     

同侧竖缝式鱼道水力特性研究

以辽宁省三湾水利枢纽鱼道工程为例,针对同侧竖缝式鱼道水力特性,采用模型试验研究了同侧竖缝式鱼道的主流曲线、主流速度沿程变化规律及竖缝位置流速变化规律,鱼道模型的比尺按1∶5设计,考虑3种底坡、3种典型流量,选取2个水深,采用声学多普勒流速仪(ADV)测量流速。结果表明,同侧竖缝式鱼道主流曲线呈反S型,主流速度沿程变化规律为先增大再减小,竖缝位置的流速从水面至底部变化规律呈先增大再减小再增大的变化趋势,最大流速靠近竖缝底部。     

辽宁省多沙河流水库物理生境完整性灰色综合评价

针对多沙河流水库建设对自然环境和社会环境的影响问题,提出水文特征、地貌特征、流态特征、生态环境特征及社会服务功能5大要素构成的评价体系及5级评价标准,确定指标权重,并引入灰色聚类理论建立评价模型。对辽宁省多沙河流水库物理生境完整性的评价结果表明,辽宁省多沙河流水库水力过渡区物理生境完整性处于"一般"状态,生态系统遭到了一定程度的破坏。为进一步改善水库水力过渡区动植物生存空间和生活质量,后续工程建设应制定有利于生态环境的水库运作方案。     

弯曲型感潮河口泥沙输移规律的数值模拟

应用MIKE21软件中的Flow Model FM模型,对不同上游流量、不同中值粒径条件下的弯曲型感潮河口泥沙输移规律进行了数值模拟,并通过实测资料对模型进行了验证。结果表明:弯曲型感潮河口在丰水期、中水期和枯水期的水位变化规律基本一致,不同粒径对水位的影响不是很大,潮水位起主导作用;在丰水期冲刷区域主要集中于进口段顺水流方向左侧、弯道段凹岸及出口段左岸,淤积区域主要集中于弯道段的凸岸;在中水期同一时刻对应的河床高程是出口处河床淤积、进口处河床冲刷,在枯水期同一时刻对应的河床高程则是弯道处淤积、进口处冲刷。