城市深隧排水系统关键水力学问题研究进展

深隧排水系统作为一种灰色海绵技术措施,在解决大城市内涝灾害和水资源短缺、防止外溢污染等方面具有显著的效果。但在前期结构设计及后期调度运行过程中,存在一系列关键水力学技术难题亟待解决,包括不同类型竖井的泄流能力计算、主隧道内的瞬变流与涌浪问题以及系统快速充水过程中的气爆现象。在归纳分析国内外深隧排水系统典型案例的基础上,对相关水科学技术问题进行全面回顾和评述,并结合研究现状做出展望,为城市深隧排水系统结构的科学设计和合理应用提供科学依据和参考。     

反应堆大型热工水力分析程序计算结果不确定性的来源与对策

以ＣＡＴＨＡＲＥ程序为背景,从理论方法,实验技术,模型结构、数值技术、参数敏感性分析方法和基本不确定性计算方法等方面阐述了核反应堆大型热工水分析程序计算结果不确定性的来源和相应的对策,并介绍了大型程序不确定的敏感性分析和不性定量计算方法。     

一种海上典型三相卧式分离器的适应性改造方法

油、气、水三相卧式分离器是一种常见的油气处理设备,可以将上游井口来液的大部分油、气、水分离出来。目前中国海上80%的生产平台都采用了三相卧式分离器进行油气处理[1]。目前海上油田的实际生产中,由于在设计阶段所采用的原油物性参数与实际工况下的原油物性存在差异,使得原先分离器的设计不符合现在实际生产的需求,影响原油脱水效果,本文通过建立水力学模型的方式,分析出原油物性差异与脱水效果之间的关系,并总结出一种对分离器进行适应性改造的方法,并通过现场实际应用验证了该方法的可行性。     

蛋白质水力学半径的测定及用于蛋白质变性过程的实时监控

采用纳米粒度分析仪Zetasizer Nano测定了牛血清白蛋白（BSA）的水力学半径,考察了pH、离子强度、表面活性剂等的影响,并用于BSA热变性和脲变性过程的实时跟踪。随pH增大,BSA水力学半径呈“U”形变化趋势;酸性条件下,分子膨胀,随着盐浓度升高,BSA分子先小幅减小后显著增大;中性pH范围,离子强度对蛋白质分子尺寸影响很小,蛋白质性质相对稳定。离子型表面活性剂在蛋白质表面吸附,从而影响BSA水力学半径。通过水力学半径的测量实时跟踪蛋白质变性过程的分子变化,发现增加热变性中离子强度可加快变性速率,SDS加入增大了BSA变性温度Tm。脲在促使BSA分子扩张的同时,对链伸展有抑制作用;在DTT存在下,BSA的水力学半径随着时间变化逐渐增大。结果表明,简便的水力学半径测量可以用于蛋白质大小的表征,并可实时跟踪蛋白变性过程的分子尺度变化。     

熔融还原炉流体流动特性的物理模拟研究

通过铁浴式熔融还原炉的水力学模型,实验研究了底吹流量、顶枪流量和顶枪枪位对熔融还原炉内混匀时间的影响.单底吹实验结果表明,熔池内的混匀时间随着底吹流量的增大和油层厚度的增大都呈现减小趋势.单顶吹实验结果表明,顶枪流量的增大,熔池内的混匀时间大体有减小的趋势,不同的顶枪枪位对熔池的混匀时间有不同的影响.通过比较混匀时间和喷溅量的大小,顶底复吹正交实验得到本实验条件下最佳组合:底吹流量为9 L/min、顶枪流晕为15 m3/h和项枪枪位为350 mm.     

给水管网压力监测点的布置方法

根据给水管网构造理论，应用水力学和拓扑学基本原理，建立了给水管网节点压力的灵敏度矩阵和方程，通过灵敏度分析可解决给水管网压力监测点的布置问题。该方法弥补了现有节点压力灵敏度分析理论的缺陷，改变了供水行业依靠经验布点的传统方法，为供水运行管理中压力监测点的布置提供了新的思路。     

裂隙岩体三维网络流的渗透路径搜索

裂隙是岩体的主要渗透通道,但裂隙网络的分布非常复杂,只能借助计算机模拟技术。以随机不连续面三维网络计算机模拟技术构筑岩体裂隙系统的空间分布,为岩体水力学问题研究提供岩体空隙结构的物理背景;依据计算几何学提出三维空间裂隙间相互位置关系模式和相应的判定算法,并建立裂隙网络系统渗流模型和表征裂隙间相互位置关系的图论数学模型,经定义边界条件、确定连通分量、删除孤立裂隙等一系列预处理后,实现了裂隙岩体三维网络流渗透路径的计算机搜索。     

离心长级联水力学动态数值模拟

针对已有的调节方法无法进行离心长级联水力学动态模拟的问题,提出了一种新的调节方法。该方法从中间供料级出发,根据机器滞留量和管道额定流量向两端逐级调节阀门,从而得到离心长级联稳定运行时的水力学状态。50级和100级的数值模拟结果表明,该方法不受离心机水力学特性参数的限制,大幅缩短了调节时间,可以较快得到满足水力学要求的级联设计参数。在级联稳定运行的基础上,通过改变供料量,分别研究了在有无阀门自动调节作用时水力学扰动在长级联中的传播情况。     

王甫洲泄水闸和非常溢洪道的若干水力学研究

通过水工模型试验，对王甫洲泄水闸左右导堤的体型，进闸水流的流态，闸门调度以及非常溢洪道的堰面体型，堰顶高程，堰面宽度和坝下冲刷等问题进行了研究，其研究结果大部分为设计所采用，较好地满足了工程设计的需要。     

盐浓度对交联聚合物线团形态的影响

用核孔膜过滤法 (过滤体积对过滤时间作图 )、动态光散射法 (DLS)和扫描电镜法 (SEM )研究了交联反应前后盐 (NaCl)浓度变化对低浓度HPAM与AlCit形成的交联聚合物溶液 (LPS)中交联聚合物线团 (LPC)形态的影响。所用HPAM相对分子质量 1.1× 10 7～ 1.4× 10 7,LPS中HPAM与Al的质量比 2 0∶1,HPAM浓度 0 .1或 0 .2 g/L ,交联反应温度 40℃ ,时间 7天。实验结果表明 :①LPC的平均水力半径Rh(DLS测定值 )随交联反应时盐浓度的增大先减小后增大 ,盐浓度由 0 .5 g/L增加到 2 g/L时Rh 由 45 0nm迅速减小到 2 5 0nm ,盐浓度增加到 2 0 g/L时Rh达到最小值 16 0nm ,此后随盐浓度的继续增加Rh 有所增大 ;盐浓度 0 .5和 2 .0 g/L时Rh 的SEM测定值分别为45 0和 2 5 0nm ,与DLS结果一致。②交联反应完成后改变LPS的盐浓度 ,也可改变LPC的Rh 值 ,但改变幅度较小 ;盐浓度 0 .5 g/L时形成的LPS ,当盐浓度增加至 2 g/L时 ,Rh 值由 45 0nm减小至 35 9nm ,大于盐浓度 2 g/L时形成的LPS的Rh 值 (2 46nm) ;盐浓度 2 g/L时形成的LPS ,当盐浓度减少至 0 .5 g/L时 ,Rh 值由 2 46nm增大至32 6nm ,小于盐浓度 0 .5g/L时形成的LPS的Rh 值 (4 5 0nm)。用盐浓度改变引起LPC水化层厚度改变 ,线团收缩或舒张解释盐浓度改变时Rh 测定值的