河口航道边抛弃土运动的计算

简述边抛疏浚原理和边抛施工的水动力依据，将边抛泥沙作为点源，边抛弃土分为悬沙和浮泥两部分．介绍了悬沙运动基本方程，得到悬沙浓度、水体中悬沙含量随时间、运动距离的变化；对边抛浮泥运动基本方程进行简化处理得到边抛浮泥运动速度、厚度在上层水流、重力、底部摩擦等因素作用下的运动规律．对长江口北槽下段挖槽边抛弃土中悬沙和浮泥进行模拟计算并进行分析，以提高边抛成槽率．     

波浪作用下的底泥质量输移

基于天津新港淤泥的实测流变数据提出了一种简化的非线性流变关系，并建立了波浪与淤泥质床相互作用的多层模型，讨论了规则波和不规则波作用下的底泥质量输移。结果表明，理论计算与实验测量得到的底泥质量输移速度剖面有较好的一致性。     

水波与淤泥质底床相互作用数值模拟——基于滞后回路特征的淤泥体流变模型

应用一个滞后回路特征的半经验的淤泥体流变模型描述表面水波作用下底床软泥层的振荡运动，建立了表面水波与淤泥质底床相互作用的垂向二维耦合模型。在数值处理上，为提高数值格式对水－泥界面附近流动的分辨力，较好地再现界面附近速度梯度大的流动特点，采用垂向对数网格处理技巧。模型验证是通过计算水波波高衰减率和底床软泥体输移速度，并与有关的实验测量数据进行比较。     

波流共同作用下水平轴潮流能水轮机水动力特性

通过开展物理模型试验,探究波流共同作用下水平轴潮流能水轮机尾流场的流速变化和紊动特性。结果表明:相比于纯流工况,波浪的存在有利于支撑结构后方水流的速度恢复,但会使水轮机叶片旋转水域后方近尾流的速度损失更大,远尾流的速度恢复更慢;水轮机下游流速会随波高和周期的增加而增大;波流共同作用工况下的湍流强度整体高于纯流工况;湍流强度随波浪周期的增大而减小,随波高的增大而变大。     

江苏辐射沙洲海域悬浮泥沙输运分析

根据辐射沙洲邻近主水道和中心沙洲滩面水道33个站点的水深、潮流和水体含沙量同步实测资料,运用悬沙输移机制分解方法,计算了各站位所在水道断面全潮平均单宽悬移质通量、涨潮平均单宽悬移质通量、落潮平均单宽悬移质通量大小及其方向;并对相应悬沙输移的基本路径进行了分析。对各断面潮平均悬沙通量进行了估算,确定了辐射沙洲腹地邻近水道的悬沙净进入断面和净输出断面;辐射沙洲悬沙输移具有以辐射沙洲条子泥滩地为中心的辐聚辐散运移规律;悬浮泥沙净输移在沙洲腹地有逆时针循环运移特征。从东南过来的东海前进潮波潮流携带的泥沙主要沿条渔港水道以及向条子泥腹地输移,并在条子泥沙脊附近与其他方向的来潮来沙相汇,因此条子泥沙滩存在着淤长的动力因素和泥沙条件。     

非正交曲线坐标下水流和污染物扩散输移的数值计算

基于非正交曲线坐标下水流与污染物扩散输移的深度平均数学模型，采用k-ε双方程湍流模型和速度—水深耦合算法，应用于实验室连续弯道的水流及污染物扩散输移的数值模拟，分别计算了流场及岸边和中心污染物排放的浓度场，得到与实测值吻合良好的计算值。     

连云港抛泥区抛泥弃土的流失及其对外航道回淤的影响

连云港羊窝头抛泥区由抛泥弃土形成的水下堆积体,主要受波浪和潮流作用,一部分在抛泥期间被运移,另一部分在波浪掀动后被潮流搬运。抛泥区93％的弃土是在抛泥期间的4～10月被运移流失。当每年有300万立米的弃土抛于羊窝头抛泥区,它可以使东口门水体含沙量增加20％,在连云港外航道5+000内淤积厚度增加0.21米,这个淤积强度是很小的.     

连云港抛泥区抛泥弃土的流失及其对外航道回淤的影响

连云港羊窝头抛泥区由抛泥弃土形成的水下堆积体,主要受波浪和潮流作用,一部分在抛泥期间被运移,另一部分在波浪掀动后被潮流搬运。抛泥区93％的弃土是在抛泥期间的4～10月被运移流失。当每年有300万立米的弃土抛于羊窝头抛泥区,它可以使东口门水体含沙量增加20％,在连云港外航道5+000内淤积厚度增加0.21米,这个淤积强度是很小的。     

三维波流数值水槽的构建方法

为了模拟波浪与水流的联合作用,基于Reynolds平均的Navier-Stokes方法,构建了一个三维波流数值水槽。使用该模型对不同出流边界条件进行了对比分析。结果表明:引入合理的入流和出流边界条件,可以保证在计算稳定后,水槽平均水面基本保持不变。垂向时均流速分布的计算结果与实验数据吻合良好。这表明:该波流数值水槽具有较好的波流特性,可用于计算波浪与水流、以及与三维固定结构之间相互作用。     

波流环境下多孔射流运动和稀释特性试验

采用PIV和PLIF技术对波流环境下多孔垂向射流近区的速度场和浓度场进行测量,对比分析不同波浪条件下射流运动轨迹、速度场、浓度场及涡量场特性,重点探讨波流和纯流环境下射流运动特性的差异以及波浪作用对多孔射流发展的影响。结果表明:波流流场中射流时均轨迹发生扭曲,产生"污染物云团"现象,与纯流环境下射流差异明显;波浪对波流环境下的多孔射流运动影响显著,具体表现在波浪强度的增大能够增加射流与环境水体的接触面积、加快射流垂向动量衰减、增强前方射流对后方射流的遮掩作用、降低多孔射流汇合点高度等方面。当前组次下,波浪的存在使得各断面污染物浓度峰值减小,因此对波流环境下多孔射流的稀释有积极的作用。     

水库湖流多负荷数值模拟

系统地研究湖泊、水库中各类水动力外负荷作用,考虑了波,流共同作用下的底摩阻、波浪剩余动量流、风作用剪应力、风吹流及悬移质扩 分布等,创建了多负荷水动力泥沙数值模拟系统。该系统在引滦入津输水工程中的于桥水库,尔王庄水库湖流流场计预报中应用,模拟结果与实测数据十分吻合,以于桥水库湖流流场计算为例,提出包括于桥水库特征的逐月,特征水文日,无风及不同风向风速,不同出、入库流量、工程输水与否、悬沙输移扩散等内容的多种方案的流场和泥沙扩散分布,为水库水质污染防治提供了量化依据。     

基于流固耦合的管道机器人清淤装置

为验证管道机器人的清淤能力,对其清淤装置进行旋转条件下的流固耦合研究。对管道机器人的清淤装置进行简化处理,利用ANSYS Workbench软件,通过添加流体域,获得基于流固耦合的模型;通过mesh模块进行网格划分,得到基于有限元分析的高精度模型,在逆流条件下分别设置固体的转速1.6、0.3 r/s,顺流条件下设置固体的转速1.6 r/s,设置流体的流速和前进速度均为2.5 m/s,进行流固单向耦合计算;得到流体基于速度和压力的运动状态示意图,进行对比分析。结果表明:在逆流高转速条件时,清淤装置清淤效果显著,具有刮削-搅拌-过滤-推进-自流冲刷五位一体清淤作业能力,并为管道机器人的控制提供理论依据。     

相位对比磁共振成像中的扰相射频脉冲分析

应用仿真实验研究了在基于梯度回波的2维相位对比磁共振序列中扰相射频脉冲的作用,应用模体和志愿者实验来确定在准确测量血流的前提下扰相射频脉冲对相位对比磁共振图像和血流测量结果的影响.相位对比磁共振对血流的测量结果显示:当扰相梯度充足时,是否使用扰相射频脉冲对测量结果无明显影响;但是当扰相梯度不充分时,使用扰相射频脉冲成像测量的血流更准确;并且使用扰相射频脉冲可以改善图像的对比度,更容易区分血流区域和静态组织.     

胶州湾潮滩整治工程对潮流泥沙影响及冲淤预测分析

潮滩开挖后回淤问题一直困扰航道建设和港口发展的突出问题,为探究胶州湾北部海湾整治工程在不同开挖方案下潮流场分布情况,本研究通过对胶州湾北部海域进行潮流数值模拟,基于二维平面不可压缩雷诺平均纳维埃-斯托克斯（Navier-Stokes）浅水方程,对比分析两种潮滩开挖方案对航道水动力条件及冲淤变形影响。研究结果表明,工程疏浚后,开挖区及附近海域涨潮流作用明显增强,落潮流深槽流速降低,产生进水加速,出水缓慢的效应,方案二涨潮流作用增强而落潮流减小效应大于方案一。工程完成以后,开挖区有所淤积,方案一潮滩开挖区年平均淤强约15.6cm/a, 方案二约为19.0cm/a,淤积强度由深水区向浅水区逐渐增加,工程疏浚产生的涨潮流增强、落潮流减弱的效应将使淤积加速。     

超大型沉井降排水下沉施工

泰州大桥北锚碇沉井基础长67.9 m、宽52 m、高57 m,在沉井下沉的初期,采用降排水下沉。降排水下沉施工成本相比不排水下沉低,且下沉效率高,易控制,可形成良好的下沉导向,并确保沉井的下沉速度和精度,适宜在粉细砂、软塑性亚黏土等地质条件下采用。文章以泰州大桥北锚碇沉井基础为例,介绍了超大型沉井降排水施工的降排水下沉施工工艺。     

江苏辐射沙洲海域推移质输沙率计算与分析

根据江苏省辐射沙洲潮流水道33个站次连续两个潮次的潮流、底沙实测资料,利用比较分析与拟合研究方法,对各潮流水道的推移质输沙率进行了计算与分析,明确了辐射沙洲主要潮流水道涨潮、落潮、全潮平均推移质单宽输沙率和输运路线;分析得出了1 m深流速流向和临底层流速、垂线平均流速有很好的线性关系;拟合构建了江苏省辐射沙洲海域主要潮流水道相应的推移质输沙率流速表达的动力关系式。利用4#~20#站位测量数据及对应计算结果计算拟合得出了西洋水道、豆腐渣腰门水道、陈家坞槽水道的推移质输沙率流速关系式。拟合得出了21#~24#站位所在水道的推移质输沙率计算式,得出了沙洲中心浅滩汊道推移质输沙率关系式;发现推移质输沙率流速表达式在辐射沙洲三个不同区域是有差别。最后利用33个测站的水文测量及计算结果得出了辐射沙洲的整个海域的推移质输沙率计算式。推移质输沙率能用流速很好的表达,一是方便于计算应用,二是可反映内在动力机理。     

水流、波浪作用下复杂桥墩动力响应

为了明确水流和波浪作用下复杂桥墩动力响应特点,以某4柱桩柱式框架墩连续梁为依托,运用ANSYS建立桥梁（墩）-水耦合数值分析模型,分析桥墩在水流作用下绕流,对单墩和桥跨结构中该墩在不同流速、不同波高以及波、流联合作用动力响应进行研究。研究表明：绕流分析显示各墩柱速度场和压力场不对称;水流单独作用时,动力响应均随着流速和水深的增加而增大;与单墩相比,由水流产生的桥梁结构中桥墩动力响应小,且动力响应随流速和水深增加而逐渐增大;波浪单独作用时,单墩和桥梁结构中桥墩的动力响应均在波峰作用时产生最大值,在波谷作用时产生最小值;随着波高增加,桥墩和桥梁动力响应在波峰和波谷处动力响应最值随之增大;随着入水深不断增加,波浪对单墩和桥梁结构中桥墩的动力作用越显著;波、流联合作用时,桥梁结构中桥墩动力响应均随着波高和水深增加而增加,波峰时动力响应最值随着流速增加而增大,波谷时动力响应最值随着流速增加而逐渐减小,水流影响系数最大12.96%,表明波浪在动力响应中起主导作用;波浪波向和水流流向相同时,波、流联合作用动力响应并非两者单独作用叠加。     

400m~3/h绞吸式挖泥船水下泥泵技术改造

通过对某400 m3/h绞吸式挖泥船泥泵吸入性能进行研究,指出了原泥泵的不足,并提出双泵串联的方案对该泥泵进行技术改造,使其挖深达18m,排距3000m,疏浚能力达1 250m3/h.     

Processes and mechanism of effects of sludge dredging on internal source release in lakes

Simulated research of internal loading and collecting and analyzing the samples from the lakes were carried out before and after dredging in polluted suburb lakes, Wuli Lake (Wuxi City) and Xuanwu Lake (Nanjing City). The research results showed that dredging can inhibit internal loadings in a certain degree in a short term. The discrepancy of dredging effect and technical level, namely dredging quality, by different dredging methods will result in a difference of control of lake internal loadings. The internal loadings‘ reversion will gradually appear along with the biogeochemical processes, including suspended particle precipitation, hydrodynamic disturbance and microbio-transformation. The reversion rate mainly depends on the dredging method and the change of interfacial processes on the newborn surface layer. The higher nutrient contents and organic matter in the sediment will enhance water-sediment interfacial processes and nutrients regeneration. It is very important to study the physicochemical and biological character of lacustrine sediments before dredging for determining the dredging methods and predicting their environmental effect.