枢纽鱼道建筑物数值模拟试验研究

鱼道能够帮助恢复鱼类和其它水生生物物种在河流中自由洄游,能够减缓大坝阻隔的影响。鱼道的设计可以使用数学模拟的方法进行研究,基于仿真软件A NSYS强大的计算功能和前后处理能力,基于A NSYS软件FLUENT模块综合三维紊流数学模型,对长沙鱼道推荐方案鱼道池室进行计算,鱼道最大流量为1.21 m~3/s,满足鱼类洄游条件;进鱼口流速大于0.2 m/s,达到鱼类的感应流速,集鱼渠内流向明确,稳定,无倒流,满足设计要求。     

湘江长沙综合枢纽隔板型式鱼道三维水流数值分析

鱼道是航电枢纽的重要组成部分。文章基于双方程紊流模型建立三维水流数学模型。利用数学模型开展湘江长沙综合枢纽隔板型式鱼道水流条件计算,得到了三维水流型态、流速场、最大流速、平均流速、最大流量、综合流速系数等水力学特性,为鱼道的设计和优化提供科学依据。     

广西老口枢纽U型鱼道转弯段水力特性研究

在鱼道坡度的限制下,上下游水位差越大,鱼道所需长度越长。因此,U型鱼道因其在对长度要求下场地的节约性,得到广泛应用。目前,对U型鱼道转弯段的研究较少,缺乏完整的设计方法。本文以广西老口枢纽下游段的竖缝式U型鱼道为研究对象,采用Flow-3D软件对鱼道转弯段的水力特性进行了数值模拟分析。结果表明:老口枢纽U型鱼道转弯段主流区明确,最大水平流速为1.27m/s,紊动不剧烈,消能效果较好,左侧转弯段主流区水流贴边墙流动,出现较大的回流区,右侧转弯段主流区处于中部,回流区位于主流区两侧。广西老口鱼道可满足鱼类上溯的基本要求。     

4种高原裂腹鱼类对水流和底质的趋性研究

通过开展异齿裂腹鱼、拉萨裸裂尻、拉萨裂腹鱼和巨须裂腹鱼对水流和底质的趋性试验,测定4种裂腹鱼感应流速,获得其对不同粒径大小底质的偏好,以期为高原鱼道进口诱鱼措施的设计提供参考。结果表明:在11.3～15.2℃条件下,4种裂腹鱼相对感应流速范围和均值分别为0.26～0.49(0.37)、0.39～0.61(0.45)、0.26～0.46(0.37)、0.19～0.50(0.33)BL/s。异齿裂腹鱼和拉萨裸裂尻趋性在流速为0.07和0.42 m/s时偏好底质粒径为5～7 cm的卵石;拉萨裂腹鱼和巨须裂腹鱼在流速为0.42 cm/s时偏好底质粒径为9～13 cm的卵石。因此,以这4种裂腹鱼类为主要过鱼对象的鱼道进口设计流速至少应大于0.45 BL/s,使鱼类能感应到进口流速而上溯;将5～13 cm粒径的卵石作为鱼道入口和槽身底部的铺装材料,以达到诱鱼的目的。     

鱼类通过水流速度障碍行为研究

鱼类在上溯过程中通过过鱼设施时要面临巨大的水力环境的挑战,然而对上溯洄游条件下鱼类行为知识少有研究。本研究目的在于探讨人工环境下鱼类的游泳行为,同时为鱼道设计发展提供有效依据。本实验通过自行设计的鱼类水流速度障碍装置,研究了体长为10±0.56cm规格的白鲢的游泳行为,并监控记录白鲢在通过水流速度障碍时的活动行为。了解鲢鱼在通过水流速度障碍下的行为需求,同时为鱼道设计的完善提供有效思路。     

植物“柔性坝”过流水动力学方程的建立及其数值模拟

植物"柔性坝"的存在干扰了原有的水流流态,使坝上游水深增加,水流流速减小,同时还增大河床糙率,削减了床面剪应力。通过室内物理模型试验的初期成果,推导建立清水条件下植物二维水动力学方程,对植物"柔性坝"过流时的水动力学特性进行了数值研究,并用有限元法进行了数值计算。将数值计算得到的流速值与模型试验流速值结果进行了比对,两者吻合较好,证明了所选数学模型和数值计算方法的可靠性。     

复式交汇河道水流紊动特性分析

利用室内水槽模型,深入模拟了交汇的复式河道水流的流态.采用三维多普勒三向流速仪对复式交汇河流不同垂线的脉动流速进行了观测,并对下游某一断面的时均流速、紊动强度、雷诺应力等沿垂线的分布规律进行了分析.结果表明:在滩槽交界附近存在一个流速间断面,在这个区域水流所受阻力较大,过汇流口后,水槽内水流流态基本符合明渠流动特性.     

降雨和坡面流共同作用下的坡面薄层流水动力学特性

为研究降雨和坡面流共同作用下的坡面薄层流水动力学特性,在重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站开展陡坡定床冲刷及人工模拟降雨试验,实测5种流量(0.486×10-3~1.736×10-3 m3/(s·m))和3个典型降雨强度及无降雨条件下(0、30、60、100 mm/h),受4种不同粗糙度影响(0.009、0.180、0.250、0.425 mm)下的坡面流的水深和流速,计算并研究不同工况下的平均流速、流速修正系数、流态指数、流态及坡面流阻力等水动力参数特征,结果表明:1)水流的平均流速随着单宽流量的增大呈幂函数增加,随粗糙度的增加而减小,无降雨时的流速修正系数为0.04~0.37,降雨时为0.42~0.98,降雨对坡面流起到扰动作用。2)流态指数范围为0.291~0.538,无降雨时,流态指数随着粗糙度的增加而明显减小,其减小程度分别为21%、28%和39%;中小雨强时,流态指数无明显规律,雨强为30 mm/h时,变化程度分别为18%、-29%和12%,雨强为60 mm/h时,变化程度分别为12%、-17%和-16%;大雨强时,流态指数呈现出较为明显下降的趋势,其变化程度分别为-6%、1%和-11%。3)水流雷诺数为500~2 000,所有实验工况下水流流型均属于层紊流过渡区;水流流态整体趋于急流状态;无雨时,粗糙度与流态关系明显,其值越小水流越趋近急流,而降雨时,由于降雨的扰动作用二者不再具有相关关系。4)坡面流达西阻力系数与粗糙度呈正相关关系,与单宽流量呈负相关关系,考虑雨强影响的坡面流阻力计算公式与剔除雨强的公式相比,相关系数下降0.01%,降雨对阻力系数无显著影响。      

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。     

基于计算流体动力学与离散元法耦合的磁力泵水沙运动的数值模拟

应用计算流体动力学与离散元法耦合的方法,对MP6–R微型磁力泵3种进口流速(0.5、1.0、1.5 m/s)和3种含沙量(0.5%、1.0%、2.0%)水沙运动进行数值模拟。结果表明：当进口流速为0.5 m/s时,磁力泵出口管道与蜗壳衔接段出现回流区,其最大回流速度为1.07m/s,随着进口流速的加大,回流速度逐渐降低,当进口流速达到1.5m/s时,回流现象消失,水流速度方向稳定指向出口,磁力泵过流性能最佳;叶轮轴面附近存在大量低速沙粒汇聚的滞留区,滞留区沙粒相互碰撞产生初始切速度;当进口流速一定时,改变颗粒体积分数对滞留区沙粒平均速度的影响较小;进口流速低于1.0 m/s时,增加颗粒体积分数会降低颗粒残留比,进口流速高于1 m/s后,颗粒残留比非常接近;当颗粒体积分数一定时,提升进口流速会降低颗粒残留比,增加滞留区沙粒平均速度,进口流速达到1m/s后,颗粒残留比和滞留区沙粒平均速度随进口流速的变化不明显,磁力泵输送性能最佳。结合磁力泵的过流性能、输送性能与叶轮表面的载荷强度,建议磁力泵最佳运行状态下进口流速保持在1.0 m/s以上。     

矩形水槽中梯形边墩水流三维数值模拟

针对矩形水槽中梯形边墩周围水流,建立耦合VOF法的三维非稳态水气两相流模型.求解后,将水深与流速分布与试验结果进行对比分析,吻合较好.在此基础上分析梯形边墩附近典型断面的流速矢量分布、绝对流速分布及湍动能分布.结果表明:在梯形边墩上游形成偏斜水流,下游形成同流区的水流结构;在边墩外侧壁处达最大流速值,在边墩上游和外侧附近的湍动能较强烈.     

鱼类越冬注意些啥

一、科学选池越冬池宜低于地平面,位于背风向阳处.要保证水源充足,注排水便利,水深控制在1.5m以上,暖水性鱼类还必须保证冷热水供应及时.水质要清新,溶氧量结冰前应在10mg/l以上,冰期保持在5mg/l左右,pH值宜在7.5～8.5之间,同时要求越冬池池底粘土夯实,保证池底平坦,保水性能好.对于热带暖水性鱼类必须在池上建造塑料大棚保温.鱼池面积稍大为好,一般在2～5亩,以利用大池池塘条件等,暖水性鱼类还取决于热水量、水温及保温措施,一般每亩可放养鱼350kg～450kg,条件好的池塘也可放养到500kg以上.     

鱼类越冬应注意些啥?

<正> 让鱼类安全越冬,是来年丰收的关键。现就冷水性鱼类与暖水性鱼类越冬注意事项介绍如下,以供参考。1选池越冬。池宜低于地平面,位于背风向阳处。要保证水源充足,注排水便利。水深控制在1.5m以上,暖水性鱼类还必须保证冷热水供应及时。水质要清新,溶氧量结冰前应在10mg/l 以上,冰期保持在5mg/l 左右,PH 值宜在7.5～8.5之间,同时要求越冬池     

田间便携式短喉槽的数值模拟

为进一步研究田间便携式短喉槽过槽的水流特性及测流精度,基于临界流原理和RNGk-ε三维湍流模型,利用FLOW-3D软件对喉道宽度为76mm的田间便携式短喉槽在16种工况下的水力特性进行全流场数值计算,获得了时均流场、槽内水流流态、断面流速分布及佛汝德数,并与试验实测值进行对比分析。结果表明:1)模拟流场分布及流态与模型试验情况具有一致性,量测流量范围宽,最大可达40L/s,能够满足田间量水的流量要求;2)水深、断面流速、佛汝德数模拟值与实测值基本吻合,相对误差均小于10%;3)该短喉槽最大水头损失占总水头的12.89%,小于长喉槽最大水头损失占总水头的13%;4)通过回归分析得到了田间便携式短喉槽的上游水深-流量计算公式,其最大测流误差为9.95%,满足灌区量水精度的要求。     

池鱼安全越冬须“五防”

为了能使池鱼安全越冬,在寒冷的冬季,对池鱼管理必须做到“五防”。一防池水过浅进入冬季,当鱼池的水体表层封冻后,池中的水温较低,加上气温和阳光影响,通常会出现垂直分层现象,一般在水下1米处,水温约2℃～3℃,从1米处向下,水温会逐渐升高。鱼类在冬季往往都聚集在鱼池的深水处。因此,冬季鱼池里应保持水深1.5～2米,不能过浅。要经常检查鱼池的冰下水位,发现水深低于1.5米时,就要及时向鱼池中注水。二防投料过勤冬季鱼类的生长速度降低,食欲减弱,投喂饵料也要相应减少。如果投料过勤,不仅会浪费饵料,增加饲养成本;而且会影响水质,妨碍鱼的生长。因此,在冬季,当池水的表层水温在3℃左右     

论多泥沙河流中低水头的拦河闸流量系数的确定

流量系数反映闸、堰过流时 ,建筑物对流量的影响程度。水流的边界条件即闸、堰的外部形状 ,流量系数通常用经验公式结合查表的方法求得。对于大多数堰、闸过流其边界条件是稳定的 ,然而在多泥沙河流中低水头的拦河闸 ,其闸前过流的边界条件是随闸前的冲刷和淤积不断变化的。对于这类建筑物的流量系数就不能简单的套用公式或查表求得。以下以拦河闸孔径复核为例。本次复核计算洪峰流量Ｑ =2 4 4 0ｍ3 ｓ,拦河闸底板高程 1 0 4 0 .9ｍ ,河道上下游齐平。由 99年 8月 1日实测过洪Ｑ =2 2 80ｍ3 ｓ时闸前水位为 1 0 4 4 .45ｍ ,即水深为 3.5 5…     

戽流消能水力特性三维数值模拟研究

为研究戽流消能的机理,以某水库工程消能工为基础,采用RNG k-ε紊流模型和VOF多相流模型对比研究了底流消能与戽流消能时的流场差异。研究结果表明:戽流消能主要通过消力池表面漩滚和消力池前的竖向漩滚,加剧了水流的紊动掺气碰撞,从而增大消能效果;相较于底流消能,戽流消能出池流速流态更为均匀,能减轻下游河床冲刷,可为设计提供参考。     

含沙量变化对U型渠道垂线流速分布的影响

【目的】探索含沙量变化对U型渠道挟沙水流垂线流速分布的影响,进而从理论上完善挟沙水流流速分布规律。【方法】通过U型渠道水槽试验,测定水流中含沙量为1.12～500kg/m3时,最大流速所在位置的变化,同时引入卡门常数κ,来反映含沙量对垂线流速分布的影响。【结果】当水流含沙量s<300kg/m3时,随着含沙量的增加,最大流速点的位置逐渐下降,在主流区、底流区和表面区,挟沙水流均遵循对数流速分布规律,但κ的变化规律不同;当含沙量s≥300kg/m3时,水流的流型发生了变化,表面区、主流区水流不再遵循对数流速分布规律,底流区虽仍遵循对数流速分布规律,但κ的变化规律与s<300kg/m3时不同,κ的变化趋势总体随着含沙量的增大而减小。【结论】U型渠道挟沙水流遵循对数流速分布规律,κ的变化规律与普通明渠不同,应该分别对待。     

柔性衬护阶梯式溢洪道过水试验与水力特性分析

对用土工膜做成的柔性阶梯式底板溢洪道模型进行了泄水试验研究,初步分析了这种特殊结构形式溢洪道泄槽中水深、流速、消能率的特点和规律。与常规平底泄槽相比,土工膜柔性阶梯式底面泄槽的消能效果明显,降低了泄槽下游的流速,但消能率随着流量的增大而减小,反映出在流量较大时,阶梯对水流流态的影响减小;与混凝土阶梯式溢流面相比,由于土工膜柔性阶梯式溢流面的底坡较缓,台阶的水平长度明显大于其台阶高度,其溢流坝面下游最大流速以及泄槽内沿程水深的变化规律与已有的混凝土阶梯式溢流面试验结果有所不同。据此,提出了泄槽中沿程水深的修正估算方法。     

基于粒子图像技术(PIV)观测的消力池内渥奇段悬栅布置试验

为进一步研究悬栅的消能机理,针对悬栅消力池内渥奇段悬栅布置型式,设计3组对比试验:保持渥奇段悬栅垂直消力池底板高度固定不变,进行单层悬栅布置;保持渥奇段悬栅垂直反弧段高度固定不变,进行不规则双层悬栅布置;保持渥奇段悬栅垂直反弧段高度固定不变,进行"M"型双层悬栅布置,通过使用粒子图像技术(PIV)对模型试验进行观测并进行流场分析。结果表明,保持渥奇段悬栅垂直反弧段高度固定不变,进行"M"型双层悬栅布置时,消力池内水流流态相对较稳定,消能率显著提高,消能效果更为理想,较其他2组布置型式更优;将悬栅布置高度下降,消力池内水流流速有着明显的下降,并且旋涡的高度也随之降低,旋涡下通过的水流随之减少,水流流态更加平稳。