丁坝对弯道水流影响的分析

采用三维声学多普勒流速仪对弯道内有、无丁坝两种工况下的水流特性进行了系统的试验研究,总结了弯道水流水面横比降、横向环流、流速重分布等特性,重点分析了丁坝对弯道水流流态的影响,进一步证实了丁坝的护岸机理,为相关的工程实践提供理论依据。     

弯道内非淹没丁坝附近水流流态的试验研究

以水槽试验为基础,对非淹没丁坝附近的水流现象进行了定性描述。采用三维声学多普勒流速仪对丁坝附近的水流特性进行了系统的试验研究,分析了弯道水流的三维时均流速和水面形态等,进一步表明绕丁坝近场流动的强三维非恒定性。     

斜槛群不同透水率及不同高度对弯道水流的影响

为了研究不同透水率斜槛群对弯道水流特性的影响,本文进行了物理模型试验。通过试验所得数据,计算了最大横向水面差及相对最大横向水面差、水面差平均值、水面均匀度等水力学指标并进行了分析。结果表明:斜槛群的透水率越小,对弯道水流的改善效果越好;在正弦式斜槛群中,从最大横向水面差、水面差平均值、水面均匀度来看,斜槛的高度越高,改善弯道水流的效果越好。在余弦式斜槛群中,从最大横向水面差、水面差平均值、水面均匀度来看,斜槛过低过高对改善弯道水流的效果都不好。     

应用斜坎改善弯道流态的可行性研究

【目的】基于模型试验对使用斜坎改善泄洪洞弯道流态的可行性进行研究,为同类工程提供参考。【方法】在泄洪洞弯道段沿程分别布置5道3种形式的斜坎(高0.35m矩形斜坎、高0.25m矩形斜坎及高0.25m梯形斜坎),对3种工程措施下弯道的水流流态、水面超高、流速和压强分布进行量测,通过流态优劣和流速、压强分布的合理性对比,对其改善流态的可行性进行研究。【结果】3种形式的斜坎均能有效消除弯道水面超高,改善流态,但矩形斜坎的改善效果优于梯形斜坎。布置0.35m矩形斜坎可使弯道最大水面超高减小至2.70m,但局部出现水面击打洞顶现象;布置0.25m矩形斜坎和0.25m梯形斜坎后,弯道水面超高分别减小至3.42和4.21m,且无击打洞顶现象,但压强量测均出现极大负压。【结论】对于已建工程,斜坎对消减弯道水面超高、改善水流流态非常适用,且矩形斜坎优于梯形斜坎;但在高速水流工况下,斜坎坎顶、坎后及坎后侧壁会出现负压,为避免出现负压,建议将斜坎应用于低速水流弯道。     

基于非结构网格的三维水流数值模拟研究

【目的】以黄河沙坡头连续弯道段的水流运动为研究对象,研究非结构网格在天然河道数值模拟中的应用。【方法】建立三维紊流数学模型,采用有限体积法离散模型方程,利用SIMPLEC算法求解离散后的方程组。用非结构网格剖分研究区域,用等距分层法进行垂向分层,研究弯道水流表层、中层及底层平面流场和连续弯道典型断面处的纵向流速及环流分布,并对比分析横断面纵向流速的计算值与实测值。【结果】横断面纵向流速的计算值与实测值吻合较好。弯道水流底层到表层流速逐渐增大,在流速变化较大的地方出现了主流与深泓线分离的现象。弯道横向环流明显,表层流速指向凹岸,底层流速指向凸岸。【结论】非结构网格能较好地模拟天然河道中复杂的水流结构。     

氧化沟推流转轮半径对水流回流区长度影响的数值模拟

【目的】研究氧化沟推流转轮半径对氧化沟内流场回流长度的影响,为氧化沟工艺设计提供理论依据。【方法】采用气液两相流混合模型,并选取Realizable k-ε湍流模型封闭两相流时均方程,对氧化沟水力特性进行三维数值模拟,使用压力隐式算子分裂(Pressure-Implicit with Splitting of Operators,PISO)算法对速度与压力耦合进行求解,并采用VOF(Volume of Fluid)法对自由水面进行模拟。【结果】数值模拟得到了氧化沟推流转轮半径与水流回流区长度的关系表达式,表明回流区长度和直道段长度之比与叶轮半径和小弯道半径之比呈直线关系,并通过量纲分析法对其进行了进一步验证。【结论】氧化沟水下推流转轮是水流运动的最主要动力来源,转轮半径的大小对沟道内水流的流速以及流场结构有重要影响。     

弯道上游顺直河段水流流态的研究

采用三维声学多普勒流速仪对弯道上游顺直河段水流特性进行了系统的试验研究,全面分析了水流的三维时均流速及流场和纵向紊动强度.结果表明:该河段存在折冲水流,弯道与直道衔接处凸岸侧存在分离区,水流紊动强度的区域分布与流速区域分布相对应.该研究可为相关的理论研究和工程实践提供借鉴和理论依据.     

弯道取水口表层水流速度场数值模拟

弯道取水口附近水域水流结构十分复杂,为研究其水力学特性,依据物理模型试验,分析弯道及取水口附近表层速度场分布,采用标准模型对其进行二维数值模拟。综合分析可知,取水口处流速变化剧烈,应特别注意工程维护;取水口下游流速明显降低,应采取适当措施防止泥沙淤积。     

分流比及取水角度对弯道引水口水流流场的影响

以引水工程中引水口"护岸防沙"问题为研究背景,探究干渠与引水支渠分流比变化以及取水角度变化对弯道引水口水流流场的影响,为弯道引水工程中的堤岸防护、减少泥沙淤积提供参考依据。基于雷诺方程和有限体积法建立弯道水流运动三维数学模型,并利用物理模型试验进行验证,结果表明该数学模型能够较好的模拟弯道引水口附近水流形态和流速分布。利用该模型模拟多种分流比工况、若干取水角度下的弯道水流运动,分析引水口附近平面流速分布、口门断面流速分布以及引水口上游分水宽度的变化。结果表明:引水口附近平面均值流速分布为V_(中间层)V_(近表层)V_(近底层),口门断面流速峰值位于断面上唇中下部,试验流量为30L·s~(-1)的情况下,该区域最大流速可达0.25m·s~(-1),故实际工程中应对引水口上唇中下部重点进行防护。当分流比η0.42时,分水宽度呈现d_表d_中d_底,η0.42时,分水宽度呈现d_表d_中d_底。取水角度为60°~90°情况下,取水口附近流速较小,平面均值流速不足0.10m·s~(-1),取水角为钝角时取水口附近流速峰值达0.22m·s~(-1)。分流比过小或取水角度过大,支槽右壁均易形成回流区,为减小回流区面积,避免淤沙过多,应尽量选取较小的取水角度,并根据支渠的需水量,合理确定分流比。     

陡坡弯道体型水力特性的试验研究

卡群一级电站泄水陡坡于１９９５年底建成运行后，由于弯道体型设计不合理，当泄水流量为２８ｍ３ｓ－１（设计流量为６０ｍ３ｓ－１，加大流量为７０ｍ３ｓ－１）时，弯道水流已甩出凹岸边墙，而弯道凸岸基本上处于无水状态。对此，我们进行了模型试验研究。经多种修改方案试验比较，其中在陡坡段设置消能栅、弯道段设置导流消能板（简称综合式）的方案，既能较好地控制急流弯道水流流态，消除下级陡坡中水流折冲现象，又不改变原来弯道体型，节省了工程量。本文除对不同方案的体型布置及流态作简述外，着重对综合方案的水力特性及效果作分析和阐述     

拉枝时期和角度对矮化中间砧苹果枝条生长的影响

为了增加矮化中间砧苹果的中短枝数量以利于早期丰产,以3 a生石富短枝/SH3/海棠为试材,研究了不同拉枝时期（4月、6月、8月、10月）和拉枝角度（水平、下垂、斜生）对其枝条生长的影响。结果表明：相同拉枝时间,水平拉枝抽生中短枝的比例最大,下垂拉枝次之,二者差异不显著;相同拉枝角度,随着拉枝时间的推移,枝条抽生中短枝的比例呈逐渐降低趋势,但4~8月拉枝处理差异均不显著。在4~8月所有水平和下垂拉枝处理中,除4月水平拉枝抽生的中短枝比例显著高于8月下垂拉枝外,其他处理差异均不显著。在对矮化中间砧苹果整形时,应根据具体的栽植密度把主枝角度控制在水平或下垂状态,且拉枝时期越早,效果越好。     

U形渠道圆头量水柱的数值模拟

为进一步研究U形渠道圆头量水柱过流特性及测流精度,利用Flow-3D软件对U形渠道圆头量水柱水力特性进行数值模拟,将渠道水流流态及水面线的实测值与模拟值进行对比,同时研究不同规格的圆头量水柱流量与驻点水深的关系及水头损失情况,并拟合出其流量公式。结果表明:模拟值与实测值的相对误差10%,两者具有较好的一致性,数值模拟结果可为圆头量水柱的结构优化提供依据。流量与驻点水深有很好的线性相关关系,相关系数0.98;水头损失随收缩比的减小而增大,相比量水槽水头损失较小,但顺流长度过大,水头损失反而增大;根据数据拟合出的流量公式,最大相对误差为9.74%,平均误差为2.66%,满足精度要求。     

The Discuss of the Formula of Flow Loss and Water Using Coefficient on Seepage Proofed Channel

On the basis of the analysis about present water resource situation in China,the disadvantage of the formula of low loss and water using coefficient on anti-seep channel which have been applying in channel design and water saving irrigation administration will be indicated in the paper.The characteristics of that the loss of conveying water is changeable with the flow changing have been take into account in the new formula.The formula is validated by the example of middle permeable channel(A=1.90,m=0.40).The calculate result is more precision.Also some formula has been given,they can be referred to the worker of the irrigation administration.     

节制闸开度对分水口流速分布的影响

研究节制闸在调节分水口水位和流量时,闸门开度对分水口附近流速和泥沙分布的影响.采用梯形渠道分水口水力特性试验和数值模拟相结合的方法,对不同闸门开度下闸前主渠道沿程水深的变化规律及闸门开度对分水口附近流速的影响进行研究.结果表明:1)主渠道水深模拟值和实测值的决定系数R2、纳什系数NSE和均方根误差RMSE分别为0.89...     

随机理论方法在水文模拟中的应用

水文模型中的参数是对实测资料进行分析研究的基础上通过优选得到的,因此存在一定的随机性。针对模型参数的随机性问题,文章以Nash模型为基础,应用随机理论对具有随机系数的汇流计算方法进行研究。将参数k作为随机变量引入到了Nash模型中,建立了具有随机系数的汇流模型,并对模型参数分别服从正态分布和Gamma分布进的情况推导出了随机S曲线的均值和方差的一般表达式,将其应用于襄阳-皇庄的汇流计算中,得到了较好的结果。该方法能为实际应用中估计各种防洪决策提供依据。     

弯形渠道水流偏斜问题探讨

以弯形渠道为研究对象,结合实际工程,对带陡坡弯形渠道的水流偏斜特征进行研究,给出了3种不同形状和尺寸的渠道对同样流量工况下的水流偏斜特性的分析比较,可为合理有效地设计河流取水工程、航道与河道整治等类似的工程设计和研究提供参考。     

基于能量守恒的四面六边形护岸框架群减速效率推导

4面6边透水框架群的框架尺寸、架空率和长度都直接或间接地影响着其消能减速的效果。在河道中布设框架群对水流会产生阻塞和减速作用,流经框架的水流雷诺数很大,为湍流,属于水力学中的无势有旋流。水力学中涉及湍流的分析计算难以列微分方程,更不可能有解析解。然而,水流的流速减慢必然导致河面抬高,根据水面抬高得到的水头势能与流经框架而带来的阻力损失建立能量守恒方程,便可绕过复杂的水力学计算。通过现有的水力学经验公式,对钢筋混凝土正四面体护岸框架群的水流减速护岸机理进行了理论推导和研究,得出了框架群的减速率卵与架空率ε、长a、宽b、铺设长度L的关系式。     

新疆弯道式渠首引水排砂特性探讨

本文讨论了新疆卵砾石河流的水文、泥沙特性,通过对新疆弯道式渠首多年运行经验的总结和对迪那河引水工程模型试验结果的分析,提出了弯道式渠首设计和运行的一些原则。