The Essential Procedure of Numerical Simulation for Hydrodynamic in River and Coastal Engineering

Hydrodynamic models have been widely applied to river and coastal engineering projects. Understanding the hydrodynamic process is a prerequisite to modeling the pollution and sediment transport process. Hydrodynamic models of varying degrees of complexity should be selected appropriately according to the object of study, physical properties of the flow domain and hydrodynamic features. The essential procedure of hydrodynamic simulation is described in this paper. The main problems such as selection of model dimension in physical space, choice of variables, boundary conditions, initialization, design of computational grid, model resolution, parameterization of smaller scale fluctuations and sub-grid scale processes, model calibration and verification are investigated.     

SMⅢ型生化反应器的流体力学研究

应用牛顿性和非牛顿性的试验体系研究了SMⅢ型气升式生化反应器的流体力学性能,体系的密度为1000～1700kg·m-3,粘度为0.0001～0.27Pa·s,试验气量为2.0～6.0m3·h-1.对反应器在不同试验体系下的气含率和循环液速进行了测定,得到了相应的经验关联式,并对反应器的流体力学性能进行了评价.     

模拟氮沉降对白羊草地群落特征及其坡面流水动力特性的影响

大气氮沉降的增加可能会通过草地群落进而影响坡面流水动力特性。选取黄土高原典型地带性草本白羊草为研究对象,通过设置不同施氮处理（0,2.5,5,10 g/(m2·a),以N计,下同）模拟氮沉降,采用人工模拟降雨,探究土壤有效氮升高对白羊草群落季节变化及坡面流水动力特征的影响。结果表明,一定程度的施氮可有效增加白羊草盖度,促进藻结皮的生长,但会抑制苔藓结皮的发育。施氮使Darcy-Weisbach阻力系数和曼宁糙率系数分别降低了68.6%～71.5%和44.7%～47.4%;平均流速加快了32.0%～44.0%,径流深减小了25.1%～28.7%,同时,使径流剪切力和水流功率显著增加,过水断面单位能减少。随着季节变化,9月白羊草群落坡面Darcy-Weisbach阻力系数和曼宁糙率系数分别较6-8月显著增加了220.2%～496.9%和79.5%～139.4%,平均流速减缓了23.5%～29.7%,径流深增加了36.4%～66.9%,径流剪切力和水流功率均显著降低,过水断面单位能增加。降雨强度对坡面流特征也存在显著影响。随着降雨强度的增大,坡面流阻力减小,进而导致流速、径流深及水流功率增加。草地具有良好的调控坡面流的作用,然而大气氮沉降的增加可能会加剧草地群落坡面土壤侵蚀。     

沙纹分布的流体力学模拟

在考察、分析沙纹基本特性的基础上,从流体力学的绕流理论出发,以两种常见的简单绕流流动为例,即平表面等速直线流动和绕流圆柱体形障碍物的流动,对沙纹的分布问题进行力学模拟,其模拟结果与实际情况十分吻合.对于其它类型的简单绕流流动也可以通过同样方法进行模拟;对于实际中存在的较为复杂的绕流流动,可以通过流动迭加理论予以模拟.从而得出结论:沙纹表征的是气流流动的能量特征曲线,理想不可压缩气流流动状态下,沙纹分布可以通过确定流场的速度势获得.     

坡面水土保持措施影响流域产汇流特性值计算与分析

以甘肃省武都地区清水沟小流域为研究对象，通过实地调查和资料分析，推求出清水沟流域产流和汇水特征值，并求得其设计洪水过程线，同时通过模拟实验验证实地勘测成果，为提出和计算流域水力类泥石流体的起动安全洪水过程线服务。     

Mathematical Model of Flow Process in 40t/h Pyroflow Circulating Fluidized Bed Boiler

A mathematical model is presented to describe the fluiddynamics processes for the combustion system of 410t/h Pyroflow CFB boiler.A core annulus structure with solid dispersion from core to annulus is considered,and the influence of coal particles fragmentation,attrition and broad size distribution of feeding coal and bed inventory on hydrodynamics is specially taken into account.The simulation results show that the CFB boiler has good hydrodnamic characteristics and high hot cyclone efficiency.     

植物根系对土壤水力参数影响的定量研究综述

植物根系是土壤结构以及土壤水力参数变化的重要影响要素。目前不仅缺乏定量描述“根-孔隙-土壤水力参数”相互作用的研究方法,在更大尺度上根系作用的客观表达也尚不明确,由此导致降雨入渗、径流和蒸发等流域水文过程的精细刻画与模拟预测具有很大的不确定性。基于文献检索,本文对国内外相关研究进行了回顾与梳理,量化了植物根系对土壤水力参数的改变和影响,并提出其与植被、土壤类型的响应方式,总结了植物根系动态性生长下的土壤水力参数定量表述及其预测模型进展。同时分析了在定量研究根-土复合系统中存在的问题及未来研究的发展方向,指出目前根系影响土壤水力参数的研究主要集中在小尺度控制实验方面,忽略了大尺度下土壤空间异质性及外部环境因素的干扰,强调大尺度根系作用和根系参数纳入土壤结构的重要性和实际意义,进一步与水文模型的深度耦合逐渐成为未来研究的热点。     

土石混合崩积体坡面细沟跌坑发育试验研究

为了探究土石混合崩积体坡面细沟跌坑发育情况,采用室内放水冲刷试验,通过设置4个流量(2,4,8,12 L/min)和4种砾石含量的土石混合崩积物(砾石质量比例0,10%,30%,50%),研究不同条件下细沟跌坑的发育特征。结果表明:在不同冲刷时段,跌坑数量变化为3～17个,跌坑平均深度为1.10～5.93 cm,细沟纵断面形态系数为2.97～19.97。各跌坑参数随冲刷时间的延长总体呈增大趋势,部分坡面在5 min或7.5 min时出现最大值;跌坑参数随流量的增加总体呈先增大后减小趋势,8 L/min流量条件下出现最大值,而随着砾石含量增加总体呈增大趋势;流量对跌坑发育的影响大于砾石含量。各跌坑参数与流速、阻力系数及曼宁粗度系数密切相关,径流剪切力是描述跌坑发育的最适合水动力学指标,可用线性函数表达。     

黄土高原坡沟系统径流水动力学特性试验

为了研究坡沟系统中坡面与沟道之间的侵蚀产沙关系,该研究采用双坡段（坡面和沟坡）组合模型,通过室内放水冲刷试验,结合REE示踪技术,研究了黄土高原地区径流的水动力学特性。结果表明：在试验流量范围内,坡沟系统径流雷诺数变化位于342.3～858.8之间,且变化幅度随冲刷历时的增大而增大;弗罗德数变化位于1.36～8.92之间,且具有时空分异特征。相同流量下,坡沟系统的坡面径流流速沿程有先增大后减小的趋势,在从坡面向沟坡过渡时,各流量下的流速均达到极小值,进入沟坡以后,流速又开始增大。当流量相同时,Darcy-Weisbach阻力系数和曼宁糙率系数沿程均呈先减小后增大然后再减小的趋势。该研究为黄土高原坡沟系统侵蚀产沙模型的建立提供理论依据。     

罗布泊确曾游移过吗?

罗布泊位于罗布洼地最东端,接受了自海西期以来的天山地槽及塔里木地台汇流来的海水和塔里木盆地的河水。近４０００年以来塔里木河水向罗布泊的补给量因径流量的年际变化,在某些年代河水流不到罗布泊而潴留于别的洼地上,这不能认为是罗布泊游移到那里去的。