水库底坡对异重流运动特性影响分析

在前人所作工作的基础上,运用剖面二维水流泥沙数学模型,分析水库底坡对异重流运动特性的影响。为此拟定八种计算方案,具体的分析底坡对异重流潜入点佛汝德数、潜入点水深、异重流厚度、明流运行时间和异重流到达坝前的时间的影响。结果表明,水库底坡J越大,潜入点佛汝德数 越大;水库底坡J越大,潜入点水深越小,异重流厚度越小;水库底坡J越大,明流运行时间越小,异重流传播到达坝前的时间也越小;这些都表明水库底坡越大,异重流就越容易潜入,反之亦然。此外,本文还对异重流的形成条件进行分析。结果表明,异重流的形成需要一定的流量和含沙量,当进口单宽流量很小但含沙量很大,或是进口单宽流量很大而含沙量很小是都不能形成异重流。 。     

小浪底水库异重流潜入条件研究

针对水库异重流的运动特性,对近年小浪底水库潜入特征进行总结,探讨了模型试验和原型中流态组合与异重流潜入条件关系,总结了异重流潜入临界水沙条件,并得到了悬移质含沙量对异重流潜入的影响初步关系式,研究成果在后期生产实践中得到了广泛应用。     

黄河汛前调水调沙小浪底水库减淤影响因素分析

针对小浪底库区顶坡段冲刷形成的异重流和三门峡水库排沙形成的异重流这两个不同成因的异重流,通过水库边界条件、入库水沙条件、水库调度等因素分析,探讨了其各自的形成及其能达到小浪底水库减淤作用的条件和机理。结果表明:三门峡水库前期蓄水量及清水大流量泄放过程对小浪底水库异重流前锋形成及排沙起着关键作用;对接水位接近或低于小浪底水库淤积三角洲顶点高程,与三门峡水库大流量下泄过程相对应时,可提高冲刷型异重流的排沙效果;三门峡水库从加大泄量开始到基本泄空期间,尽可能降低小浪底水库库水位。     

水库异重流研究进展

在水库运用初期,水库具有较大的蓄水体,大多时段会发生异重流,即使有水库运用后期,只要条件允许,也可发生异重流,利用异重流排沙是一项效率较高的排沙措施.水库的河床比降陡,底部流速大,异重流沿途扩散损失少,加之泄水洞进口位置低,所以能大量排泄入库泥沙,减少水库淤积.因这种排沙不需要降低库水位供水排沙,能大量减少水库排沙用水,提高水库灌溉,城市供水,发电和调水调沙能力.介绍了水库异重流排沙研究存在的问题和对未来工作的展望.     

异重流排沙在解决水库泥沙淤积中的应用

水库泥沙淤积大部分是由汛期浑水造成,从浑水运动特征--异重流出发,分析了异重流的发生和持续条件,异重流孔口的出流及排沙情况,总结得出异重流特性,找到利用异重流排沙来减少水库泥沙淤积的途径.     

异重流排沙是解决水库泥沙淤积中

水库泥沙淤积大部分是由汛期浑水造成，本文从浑水运动特征—异重流出发，来分析异重流的发生和持续条件、异重流孔口的出流及排沙，从而总结得出异重流特性，找到利用异重流排沙来减少水库泥沙淤积的途径。     

追踪不可压缩两相流相界面的CLSVOF方法

根据CLSVOF方法的基本思想,将VOF和Level Set两种方法结合起来,用于追踪不可压缩两相流相界面的计算.通过对经典的两相流流动问题的计算,研究了CLSVOF方法对对流输运方程和动量输运方程计算精度的影响,并与VOF方法和Level Set方法进行了对比.研究结果表明:求解对流输运方程时,CLSVOF方法的计算精度明显高于Level Set方法;求解动量输运方程时,CLSVOF方法产生的虚假速度接近于0,基本克服了利用VOF方法求解动量输运方程时的虚假速度势问题.     

水沙因子对小浪底水库异重流排沙影响分析

2004-2010年黄河干流汛前水库群联合调度、人工异重流塑造进行了7次,小浪底水库各年份异重流排沙比相差很大,排沙效果并不理想。通过深入分析,得出小浪底水库入库水沙、悬沙细颗粒含量、河堤站水沙变化以及三门峡水库调度与潼关来水组成等因素对水库异重流排沙的影响。结果表明:①入库水沙对小浪底水库异重流塑造起着关键作用;②在异重流塑造期间,入库沙量中细颗粒泥沙含量越高,异重流排沙比就会越大。随着异重流排沙比的增加,分组沙的排沙比也在增大,细颗粒泥沙增加幅度最大;③三门峡水库在下泄大流量清水的过程中,河堤以上河段是冲刷的;在敞泄排沙的过程中,河堤以上河段有冲有淤,在实际操作时可适当控制三门峡出库高含沙水流,来减少河堤以上河段的淤积,提高小浪底水库异重流排沙效果。     

圆柱形叶片动量损失厚度求解

给出了低比转速离心泵叶轮叶片表面雷诺方程，并对相关量进行了分析。借助于型参数，通过变换动量积分方程，得出动量损失厚度近似解的表达式。运用尾流律的速度分布导出相应的各种边界层厚度的表达式，作为求解动量损失厚度的辅助关系式。提出了结合湍流边界层厚度系数k5和动量损失厚度δ2由无离心流动计算逐渐逼近离心流动的计算方法。它是进一步分析低比转速离心泵的基础。     

基于UKF的农用履带机器人滑动参数估计

为了实时获取农用履带机器人运行过程中履带与地面之间的滑动信息,改善机器人控制精度,在对履带机器人运动学原理进行分析的基础上,推导了机器人运动学方程和非线性测量方程,设计了基于无迹卡尔曼滤波的滑动参数估计系统,实时估计出机器人精确姿态,并根据机器人的运动特性重建不可测的滑动量。实验结果表明:滑动参数估计系统可以提供准确和高更新率的滑动量,为农用履带机器人的精确控制提供依据。     

小浪底水库浮泥层水动力学特性初探

小浪底水库在近库底形成浮泥层后不仅涉及本次洪水泥沙输移,而且对后期洪水泥沙输移产生影响。目前人们对水库浮泥层水动力学特性从未开展过研究,因此对该问题进行深入分析,对水库淤积及排沙具有重要意义。本文采用理论分析和试验相结合,重点研究小浪底水库浮泥的形成过程、流变特性、平衡坡度以及起动特性。结果表明：小浪底水库浮泥是接近水库底部的一层高含沙水体,它与上层水体间有明显的界面,且具有很大的流动性;其宾汉极限剪应力、刚度系数、平衡坡度都与容重有着密切的关系;在水库坝前排沙底孔打开的情况下,后期洪水产生的能量足够大时,可将浮泥层重新起动并排沙出库。     

基于VB的渠道正常水深计算程序编制

在工程实际中,解决水力学问题时,正常水深、临界水深和水面线等高次隐函数通常无解析解,难以直接求解。传统方法是利用查图表、迭代法或试算法求解,但都存在计算烦琐和求解精度不高等问题。利用VB程序语言的迭代计算功能可快捷、精准地解决水力学计算中高次隐函数方程问题。在已知迭代初值、糙率、流量、底宽、底坡和边坡系数的情况下,运用快捷键即可实现多次迭代计算,求出精度高的正常水深值。该文介绍了VB迭代功能在求解高次隐函数中的运用,探索程序语言在简化计算和高精度求解中的运用。      

龙羊峡水库对下游水沙条件变化的影响分析

为了研究龙羊峡水库对下游水沙条件变化的影响,以水库下游贵德水文站年径流量和年输沙量作为研究数据,采用互补集合经验模态分解方法对建库前后径流和泥沙进行多时间尺度分析,结合多时间尺度熵和纳什效率系数分析建库前后径流和泥沙各分解序列的复杂波动特征及各分量对原始序列的贡献程度。结果表明:水库运行对下游水沙变化均有显著影响,且对泥沙的影响大于径流,同时不同时间尺度下的水沙相关关系均发生改变;水库运行会加剧水沙系统的复杂性,但随着多时间尺度波动周期的增大,水沙各分解序列复杂性降低,可预测性升高;径流和泥沙的信息量集中在中高频分量上,综合考虑建库前后水沙波动周期的变化,建议黄河上游水沙监测和研究周期分别为4~7 a和3~4 a。     

An improved Lewis-Milne equation for the advance phase of border irrigation

Summary The Lewis-Milne (LM) equation has been widely applied for design of border irrigation systems. This equation is based on the concept of mass conservation while the momentum balance is replaced by the assumption of a constant surface water depth. Although this constant water depth depends on the inflow rate, slope and roughness of the infiltrating surface, no explicit relation has been derived for its estimation. Assuming negligible border slope, the present study theoretically treats the constant depth in the LM equation by utilizing the simple dam-break wave solution along with boundary layer theory. The wave front is analyzed separately from the rest of the advancing water by considering both friction and infiltration effects on the momentum balance. The resulting equations in their general form are too complicated for closed-form solutions. Solutions are therefore given for specialized cases and the mean depth of flow is presented as a function of the initial water depth at the inlet, the surface roughness and the rate of infiltration. The solution is calibrated and tested using experimental data.Abbreviations a (t) advance length - c mean depth in LM equation - c _f friction factor - c _h Chezy's friction coefficient - g acceleration due to gravity - h(x, t) water depth - h ₀ water depth at the upstream end - i() rate of infiltration - f(x, t) discharge - q₀ constant inflow discharge - S _f energy loss gradient or frictional slope - S₀ bed slope - t time - u(x, t) mean velocity along the water depth - x distance - Y() cumulative infiltration - (t) distance separating two flow regions - infiltration opportunity time     

黄土高原丘陵沟壑区土壤水库调蓄能力分析

重建黄土高原土壤水库的调蓄功能是进行黄土高原生态环境治理的根本,而土壤水库的基本调蓄能力是对黄土高原土壤水库的定量描述.在对坡面果园土壤含水量定位观测的基础上,以含水量长期稳定土层为调节深度,得出阳坡土壤水库调节深度为300 cm,阴坡为450 cm,半阳坡和半阴坡介于二者之间;阳坡、阴坡、半阳坡和半阴坡坡面果园的调蓄能力分别为597.50、896.22、697.06和796.64 mm;土壤水库的调蓄量受调蓄能力及降水量的影响,丰水年主要受土壤水库调蓄能力影响,不同坡向间呈现出较大的差异性,以阴坡最大,阳坡最小,在年际之间也呈现出同样规律;枯水年土壤水库的调蓄能力主要受控于雨季降水量,坡向间差异不明显,其土壤水库蓄水有效性也表现为同样规律.     

新疆卡拉贝利水库泥沙二维数学模型坝前冲刷计算初探研究

新疆南疆地区水库由于建库初期蓄水运行,库容快速淤损,虽然改变了运用方式,库区仍淤积严重。结合实际工程以水流运动方程及经过作者修正的泥沙运动方程为基础,同时引入与实测资料相符合的水流协沙力、动床阻力、泥沙级配等计算公式作为补充方程,构造出新疆卡拉贝利水库泥沙淤积二维数学模型,运用该模型对卡拉贝利水库进行坝前冲刷计算初探研究,并进行了模型验证,以达到模拟水库泥沙淤积的目的。     

大库盘水库自吸式管道排沙系统研究

大库盘水库是指那些库面宽阔且横向泥沙淤积严重,通过传统的排沙方式不仅费用高,而且只能清除局部淤积泥沙的水库,对于大库盘水库,研究高效、节能的清淤方式非常有意义.通过自吸式管道排沙模型试验,得出了管道含沙量不仅与水库有效水头、泥沙粒径而且和管道长度与管径有关的结论;通过水力计算确定了管道的临界不淤流速和管道的摩阻损失,进而计算了管道排沙系统的年排沙量.从试验和计算结果可以看出管道排沙系统的优越性,高效、节水、耗能低的优点也为管道排沙系统应用于工程实践提供了前期研究基础.     

清水冲刷山溪性卵石河流河床粗化室内试验研究

为探究清水冲刷后山溪性卵石河床流速、粗化级配和冲刷深度的变化规律,以水槽概化模型试验为主,设置3组流量、坡度、非均匀沙,对河床变化过程进行初步研究.研究结果表明:不同工况下,测线流速与冲刷深度沿槽宽分布不均,由边壁至水槽中心呈增大趋势.流量一定、坡度增加时,测线流速与水深呈反比;坡度一定、流量增加时,测线流速与水深呈正...