20世纪的泥沙运动力学

在20世纪，泥沙运动力学的研究取得了不少突出的成绩，但与其他学科同时期的进展相比，发展还是比较缓慢的。按取得的进展来看，20世纪可分为两个阶段；在上半叶，有6项突破性进展，逐步积累，到1950年，Einstein集大成，提出了第1 个泥沙运动力学理论体系。在下半叶，进入了百家争鸣的时代，一些研究者提出了自己的泥沙运动理论体系，作者列举了8个有代表性的理论体系。受计算机时代的影响，从20世纪70年 代开始出现了根据大量实测资料，利用计算机进行回归分析而得出的阻力和输沙率公式，而不拘泥于发展新的理论。与此同时，一些与实际偏离较远的理论逐渐被淘汰。在21世纪，要搜集系统完整的资料，特别是近底层的资料，并拓宽研究领域到环境，生态等学科。     

明渠水流泥沙运动水深平均及力矩方程的理论和验证

首次提出了水流泥沙运动水深平均及其力矩方程的概念 ,并从理论上推导出这套方程组。提出水流泥沙运动力矩方程的目的有两个 ,一是在不增加空间维数的情况下可以有效地恢复水流泥沙因子沿水深分布信息 ,克服目前普遍使用的水深平均方程过多地忽略沿水深分布信息的缺点 ;二是增强模型的模拟能力。针对这两个目的是否能真正得到体现 ,分别从理论和实验室资料两个方面对新推导的力矩方程进行了全面的检验。理论验证结果表明 ,一维的力矩方程除了能模拟水深平均的流速和含沙量 ,还能够较好地模拟水流泥沙因子沿水深分布信息 ,这充分说明了一维力矩方程的二维特性。为了检验力矩方程的模拟能力 ,特别选取了一些极端的水流泥沙运动实验 ,如清水冲刷、点源加沙和深槽回淤等。模拟结果表明 ,力矩方程对于这些极端的水沙运动具有较好的模拟能力     

钉螺静水和动水沉降试验研究

推导了钉螺静水沉速，动水沉速和动水深降距离公式，这些公式是以螺龄为基本参数进行计算的，并通过试验了各项系数，分析了钉螺静水沉降和动水沉降的基本规律。     

弯曲河道横剖面的数值预报

在天然河湾中，许多横断面的床面横坡并非为一条直线，而是一条折线，存在一个明显的折点。本文首先通过大量的床面横坡具有折点的断面资料统计分析，研究了折点在床面横坡上的位置。然后以折点为界将床面横坡分成两个部分，借助我们已取得的弯道三维水流流速计算公式建立了一个新的横剖面数值预报模型。模型用原型观测资料进行了验证并与前人的横剖面预报模型进行了比较。结果表明新模型比已有的模型能更好地反映弯道床面形态特征，     

三角Марков链在重选中的应用

本文将Bagnold剪切理论与Марков过程理论结合起来,研究溜槽类重选设备的分选机理,根据矿粒的理论转移概率,建立了分选指标与给矿参数间的定量关系,并进一步利用细粒人工混合矿在摇动溜槽上的分选结果,验证了所得的数学模型。     

曲线坐标系下考虑植被影响的三维水沙数学模型

建立曲线坐标系下的三维水流泥沙湍流运动模型模拟弯曲渠道内布置水生植被后的水流结构和河床变形分布,计算了试验室60o弯道内流经植被的水流流速平面结构和断面分布以及不同植被布置情况对水流泥沙运动和床面变形的影响。数值结果较好地再现了试验规律。计算结果表明在弯道内布置植被会改变水流流速分布情况:植被覆盖区域的水流流速降低、弯道内二次流减弱和泥沙运动减弱,而非植被覆盖区域的水流流速增大、断面二次流依然存在且泥沙运动加剧。通过比较两种水生植被布置条件下的床面变形情况,发现合理布置植被可以减缓凹岸的泥沙侵蚀,但也会加剧凸岸的泥沙淤积。     

金沟河流域渠首泥沙沉积分析与措施

针对金沟河泥沙淤积和运动规律以及排沙问题进行了深入分析,探讨了金沟河泥沙的处理措施,提出采用工程措施与日常的人力保护相结合的方法,以有效缓解金沟河泥沙防治与用水之间的矛盾。从而很好地解决了引水、防洪、排沙问题,取得了较好的排沙效果。     

平面二维水流泥沙数学模型有限元分析

建立了水流泥沙平面二维数学模型，讨论了动边界处理方法及定解条件。在利用有限元方法建立了离散的常微分方程组后，采用了选择系数质量矩阵集中法求解，从而避免了大量方程组的联解，极大限度地节省了计算存贮量，缩短了计算时间。通过实例验证，该模型适用于短河段、沉沙区、放淤区、引航道及边界条件较复杂的水工建筑物附近动床河段的冲淤数值模拟，并有较高精度。