含植物河道水动力特性研究进展

水生植物群落是河流生态系统的重要组成部分,利用天然植被护坡固土、净化水质、改善河流生态环境已成为河流生态修复的重要措施。本文从水生植物影响下的河道水流阻力特性及水流结构两方面,总结了国内外对含植物河道水动力特性的研究进展,并对该领域的未来研究方向提出了展望。     

某水库泄洪明渠末端扩散段急流控导试验研究

通过对某水库泄洪排沙系统的水力模型进行试验研究,发现陡槽明渠末端扩散过渡段水流流态不稳,主流贴岸冲刷严重,为了保证泄流系统的正常运行与堤防安全,必须协调好扩散过渡段前后的水流衔接。基于急流控导理论,提出了边岸导流、水下潜没控制两个控导方案。模型试验研究表明在扩散段加设管桩坝,可以将扩散段主流导向扩散段中央,边岸流速有所减小;采用创新性的组合潜没三角翼在均衡水流和抑制边界层分离都有很好的效果,实现了主流居中稳定、大大减轻了扩散段末端护坦冲刷和右边岸堤防冲刷,研究成果对解决同类型工程问题有一定的借鉴意义。     

电波流速仪流量自动在线监测装置设计与应用

电波流速仪因其在测量过程中不受水情、含沙量及水面漂浮物的影响,因此近年来在水文部门得到了广泛应用。介绍了一种电波流速仪流量自动在线监测装置的设计方案,包括监测装置硬件和软件实现过程。将该装置应用于四川内江水文站实际测流工作,结果表明,使用电波流速仪的自动在线监测装置测流结果可靠,有利于提高效率和降低成本。可推荐类似水文测站采用。     

明渠流动条件下单圆墩阻水效应实验研究

该文利用明渠水流的水工模型实验手段探究单圆墩阻水效应空间分布规律及其阻水系数取值新方法。利用高精度超声水位测量系统,采集了墩柱附近特定影响区域内水位过程线,通过分析墩柱周围壅高幅值,验证了阻水效应特性与流态因子之间的新关系。定量分析了墩柱阻水效应的空间影响范围及水位变化的空间分布特征,推求墩柱阻水系数计算的新公式。研究结果可为大尺度河流水动力模拟中桥梁墩柱的概化提供一定参考依据。     

表面活性剂对气液两相螺旋管流流动特性的影响

为了考察阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对气液两相螺旋管流流动特性的影响,该文用实验研究了不同浓度的SDS溶液体系气液两相螺旋管流的流型转变及压降规律。实验装置为由有机玻璃圆管制成的长2 m内径23 mm的实验段,以SDS水溶液和空气为实验介质,气液相折算流速均为0―2.5 m/s,SDS溶液质量浓度10―90 mg/kg,螺旋流由5种不同型号的金属螺旋叶轮诱导产生。利用直接观察和高速摄像相结合的方法观测流型的变化,并用液柱式压差计测量实验管段上下游间压差,实验在常温常压条件下进行。实验共得到螺旋线状流、螺旋波状分层流、螺旋轴状流、螺旋弥散流4种流型,与未添加表面活性剂体系相比较,并未得到螺旋泡状流和螺旋团状流这两种流型。同时,随着SDS溶液浓度的增大,气液两相螺旋流逐渐向螺旋弥散流流型转变,这是因为低浓度的SDS溶液随着其浓度的增大,气液界面张力逐渐减小,而气液掺混程度则会不断增大。此外,与未添加表面活性剂体系相比较,添加了SDS体系的气液两相螺旋管流压降梯度将会减小。最后,阐述了气液两相螺旋管流强化天然气水合物生成的研究及应用现状,并针对多相流研究现状,提出了气液两相流相间传热特性应成为今后研究热点等建议。     

基于FIC法的不可压缩N-S方程稳定分步算法

近年来发展了一种稳定型分步算法,它是在有限增量微积分(Finite Increment Calculus,FIC)求解不可压缩N-S方程理论框架的基础上,引入了对流和压力梯度投影两个附加变量。该方法有效改善了经典分步算法的压力稳定性,同时避免了标准FIC理论框架中存在的空间高阶导数的计算。该文通过采用此方法对各种雷诺数条件下的顶盖驱动方腔流、圆柱绕流和后台阶流进行数值模拟,并将计算结果与前人计算结果及实验结果进行比较,结果表明本文算法计算结果合理可靠。由此可见该算法具有较强的求解不可压缩流动问题的能力以及良好的应用前景。     

三杆六脚体对桥墩周围流场影响的试验研究

为寻求保护桥墩周围河床避受冲刷的有效方式,采用物理模型试验的方法,对三杆六脚透水架体对桥墩周围流场水力特性的影响进行了研究分析。结果表明,三杆六脚透水架体不但能削减穿越其内部的水流流速,在床面附近形成流速减速区域,将墩周马蹄形旋涡和墩后尾流漩涡的作用能量有效地转移到远离床面的水体中,而且还能利用自身扰流消能和实体抗冲的双重特性有效抑制墩前向下水流对床面的冲击。     

取水工程附近河床冲淤规律数值模拟研究

取水口处的泥沙淤积问题关系到取水工程能否安全运行,从水流、河势角度论证了取水口布置的合理性,并减少取水对航道及防洪影响的必要性。以长江九江湖口水道某电厂取水口为例,采用平面二维水沙数学模型研究了取水口附近局部流态、河床冲淤、取水工程处悬沙含量等的变化规律,并对附近河床近期变化进行了预测。计算条件采用丰、中、枯典型年和典型系列年水沙条件,系列年考虑三峡工程和上游水库调度的影响。通过分析计算结果,选择了较优取水口方案,并推荐了适宜的取水口标高。研究结果表明,同一河段取水工程处河床冲淤规律受来水来沙条件和取水工程位置处的局部地形的共同影响。     

Ski jump trajectory with consideration of air resistance

In the case of the ski-jump type energy dissipation,the jet trajectory will be greatly affected by the air entrainment and the air resistance.It is necessary to consider those factors when estimating the trajectory of the jet flow.In this work,the effect of the air resistance on the jet trajectory is theoretically and experimentally investigated.A comprehensive resistance coefficient is proposed.To determine this coefficient,experiments of five models are conducted with the circular-shaped flip bucket placed at the point of the takeoff of ski jumps.It is shown that,this coefficient of the lower jet trajectory is only related to the approach flow Froude number,while that of the upper jet trajectory is dominated by both this Froude number and the deflection angle.Furthermore,the present methodology is validated by experimental data in this work and the maximum errors are not larger than 3.2%and 8.6%for the lower and upper jet trajectories,respectively.     

广西糖料蔗小管出流灌溉方式不同灌溉定额研究成果分析

通过小管出流灌溉方式,采用不同灌溉定额:150 m3/亩、250 m3/亩、350 m3/亩,研究不同灌溉定额条件下糖料蔗的出苗率、分蘖率、株高、茎粗、叶面积、蔗汁锤度、水分生存率、水分利用效益等糖料蔗生长指标。试验证明:糖料蔗对养分的吸收强度不仅与养分在土壤中的存在状态有关,还与甘蔗不同生长阶段的土壤水分、湿度有关。糖料蔗在不同的生长阶段对灌水量也有不同的要求,在不同时期对糖料蔗进行有效、合理的灌水,对糖料蔗的生长发育起着极其重要的作用。而在250 m3/亩灌溉定额条件下,更能促进糖料蔗的生长发育,从而提高糖料蔗的品质形状和产量。