U形渠道与梯形、矩形渠道衬砌工程量的分析比较

在相同的流量、比降和糙率条件下，通过对U型渠、梯形渠和矩形渠断面湿周的定量分析比较，阐明了U型渠衬砌工程量省于梯形渠和矩形渠的结论。     

康定雅拉河无名沟崩滑坡面泥石流峰值流速流量的沿程变化特征

在分析崩滑坡面泥石流的基本特征和其峰值流速流量一般规律的基础上 ,以康定雅拉河无名沟 1 995年的百年一遇泥石流为研究示范 ,在了解该流域的基本特征 ,分析该次泥石流的形成、容重、颗粒组成等基本特性的基础上 ,用弯道超高的理论和用古乡沟泥石流建立的流速计算公式 ,计算测量断面的流速及泥石流峰值流速沿程变化。用形态调查法分析计算不同断面的泥石流流量 ,并分析其沿程变化。通过分析可知崩滑坡面泥石流峰值流速与流量在整个流通过程是逐步变化的 ,在靠近物源区 ,流量随着物源的加入逐步增加 ,而流速随着能量的消耗逐渐减少 ;在靠近堆积区由于坡降的减小 ,流速与流量呈减小的趋势。崩滑坡面泥石流峰值流速泥石流流速也有一个相对的匀速段 ,但这个匀速段的长度较短。崩滑坡面泥石流峰值流量过程的沿程变化曲线接近于正态分布。此类泥石流防治中的拦挡措施要注意充分利用其在坡降减小的过程中流速和流量迅速降低的特征 ;而其排导措施要注意到此类泥石流的高阻力特征 ,注意保证排导槽的足够坡度。     

泥石流拦挡坝总坝高设定及坝后淤积计算

泥石流沟道治理中拦挡坝总坝高的设定和坝后淤积率的计算涉及治理工程的安全和经济效益,是一个无法回避的难点。以武都区已治理的23条沟道(共布设112道拦挡坝)作为研究对象进行比较分析,采用直线相关的回归方程对经验公式进行优化。结果表明:泥石流沟道运行9～11 a后,武都区43%的泥石流治理沟道总库容淤积和单坝淤积不足50%,属于过度治理;优化后的拦挡坝总高度计算公式既考虑了泥石流沟道治理的安全,又考虑了治理效益的最大化,更符合设计要求;推导的坝后回淤比降计算公式与原沟床建立了线性关系,便于设计人员应用,其计算结果约为治理前沟床比降的0.49～0.61倍,在前人研究的区间内,具有科学性和实用性。以上研究为武都区泥石流拦挡坝设计、创新及管理提供了可靠依据。     

滑阀矩形节流槽阀口的流量系数

基于阀口流量压差特性试验和矩形阀口面积计算,对滑阀上矩形节流槽阀口的流量系数进行研究,获得滑阀矩形节流槽阀口流量系数及其变化规律.研究发现:滑阀矩形节流槽阀口流量系数与阀口开度、液流方向、截面深宽比和截面水力直径关系密切,阀口开度较小时流量系数接近于1,随着阀口开度的增大而逐渐减小,在阀口中间区段接近于常数,在接近全开度时流量系数又快速增大;流入节流槽方向的流量系数比流出方向大0.05~0.10;流量系数随矩形节流槽截面深宽比增大而增大,并随截面水力直径增大而有所增大.     

基于水槽试验的泥石流拦挡坝泄水涵洞调控性能

拦挡坝体上布设泄水涵洞对泥石流破坏力的调控能力问题长期未得到强有力的证实.为此,采用室内水槽试验模拟泥石流对3种类型拦挡坝(Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型)的作用过程,从中获取拦挡坝坝后泥位、振动加速度、体积含水率和孔隙水压力等力学参数的变化数据,对比分析泥石流拦挡坝泄水涵洞的调控性能.结果表明:拦挡坝布设泄水涵洞会促使泥石流快速完...     

泥石流最大淤积厚度影响因素

淤埋是泥石流对工程设施主要的危害方式之一,为研究泥石流体容重、堆积坡度、黏粒矿物含量等因素对泥石流淤积厚度的影响,通过水槽堆积试验的方法研究了不同泥石流体容重、不同固体物质中黏土矿物含量、不同沟道坡度对淤积厚度的影响。结果表明:(1)同一容重下,随着堆积坡度的增大,淤积厚度呈现减小趋势,且在小坡度范围内,流体容重越大,淤积厚度越大,但当坡度超过一定值后,淤积厚度与容重关系在相同坡度条件下区分不明显;(2)同一坡度下,随着泥石流体容重的增大,淤积厚度呈现增大趋势,且容重越大,淤积厚度增加速率愈大;(3)同等条件下,随着泥石流体中黏粒含量的增大,淤积厚度呈现增大趋势,但在较低(20%)黏粒含量情况下,淤积厚度随黏粒含量增大速率较小,当黏粒含量增大到一定值后(20%)淤积厚度随黏粒含量的增大速率增大;(4)通过文献资料数据验证和误差原因分析,本成果具有一定的准确性和可用性。     

人民胜利渠灌区东三干渠工程设计研究

以人民胜利渠灌区东三干渠设计为研究对象,基于场区地质条件,分析干渠现状存在的问题,有针对性地对干渠的横断面和纵断面展开了详细设计。结果表明,现状东三干渠存在渠道渗流、渠基及岸坡稳定以及渠道冲刷、淤积等问题;东三干渠周边未发现有浸没和盐渍化情况,渠道衬砌施工时不存在降排水问题;正常工况、校核工况Ⅰ和校核工况Ⅱ的干渠边坡稳定系数分别为2.95、2.098、2.647。对全断面现浇混凝土衬砌渠段,糙率选用0.016;纵断面比降为1/6000。     

上荆江沙市河段河床横断面形态的调整规律

为研究冲积河流河床形态对水沙条件的响应调整规律,基于河床演变的滞后响应原理,对上荆江沙市河段河床横断面形态的调整过程进行研究。运用Morlet小波方法分析了沙市河段1956—2011年水沙序列的多时间尺度规律,采用滑动平均法拟合了流量、含沙量与断面面积的单一幂指数函数关系。结果表明,上荆江沙市河段河床横断面形态对水沙条件的响应存在滞后性,其河床形态的调整受到包括当前时段在内的前期水沙条件的共同影响。建立了水沙序列分时段的断面面积计算模型,模拟结果显示,河床横断面面积的变化情况与实际情况较接近,断面面积计算值与实测值的相关系数R~2=0.85,模拟精度较好,分时段计算模型可以较好地模拟上荆江沙市河段河床横断面形态的调整规律。     

三峡电站汛期调峰对两坝间通航条件影响试验

三峡电站汛期调峰对两坝间通航条件影响试验研究成果表明:三峡电站汛期调峰具有流量大,流量变幅大,水位波动强等特点,电站调峰过程中两坝间河段沿程流速、比降较枯水期调峰显著增大,对航运的影响更为明显.在三峡电站日均下泄流量10 000～15 000 m3/s时,两坝间河段的航行条件尚能满足万吨级船队的航行要求,但日均流量为20 000 m3/s时,两坝间重点滩段的流速、比降,已接近或超过万吨级船队的允许值,船队上行十分困难.     

离心泵蜗壳内部清水流动测量

利用ＬＤＶ分别测量了最优和小流量工况下矩形断面蜗壳内３个断面内的清水平均流动．实 验发现,蜗壳内部液体绝对速度的圆周分速度比径向分速度大一个数量级;蜗壳内存在螺旋运动; 蜗壳断面内流体角动量不守恒;无论在最优还是在小流量工况,蜗壳内部流动都是扩压流动;在小 流量工况,扩压更为严重．     

河道汇流口水力特性对鱼类栖息地的影响

利用河道水流增量法（IFIM）研究了交汇河口汇流比、汇流口下游弗劳德数及汇流口下游宽深比这3个主要水力控制因素对鲤科鱼类及平鳍鳅科鱼类栖息地的影响．结果表明：在交汇河口,水力条件的变化对鲤科鱼类及平鳍鳅科鱼类适宜栖息地分布影响不大;随着汇流比增大,加权可用面积（WUA）逐渐减小;随着汇流口下游弗劳德数增大,WUA迅速减小;随着汇流口下游宽深比增大,WUA逐渐增大,且增幅很小、WIM可以给出鱼类适宜栖息地面积与各水力控制因素之间的定量关系,可为河流管理与决策提供支持．     

消力池消能效果影响因素的研究

通过VOF(volume of fluid)方法,模拟了水闸泄水时消力池内的流场情况。通过慈溪龙山排涝出海闸工程实例对模型精确性进行校核,在此基础上对消能效果的因素进行了研究。结果表明增加消力坎角度、消力坎高度和泄水水头高度可以增大消能率;结论可为低水头泄水工程的设计提供依据与参考。     

基于相对差异函数和博弈论的泥石流敏感性分析

引入可变模糊理论中的相对差异函数,建立泥石流敏感性分析模型.选取内蒙古赤峰抽水蓄能电站下库区11条泥石流沟,确定7个主要影响因子即单位面积物源量、泥砂补给段长度比、主沟平均比降、山坡平均坡度、流域切割密度、主沟床弯曲系数和植被贫瘠率.利用优序图法确定因子的主观权重,熵值法确定客观权重,由博弈论确定各个影响因子的组合权重分别为0.19,0.14,0.19,0.10,0.09,0.18,0.11.计算分析得出,该库区11条泥石流的敏感性有6条为轻度敏感,5条为中度敏感.将评价结果与现场实际调查情况对比分析可知,11条泥石流沟的敏感度水平与泥石流实际发育情况相符,证明该方法的可行性.     

膜孔灌溉田面水流运动特性试验研究

根据膜孔灌溉大田灌水试验资料，分析了膜孔灌溉田面水流动特性,研究了单宽流量和开孔率对田面水流推进及消退特性的影响，提出了膜孔灌溉田面水流推进曲线符合幂函数规律，水流消退曲线符合一元二次函数规律。该项成果为膜孔灌溉理论与技术的进一步研究遵了基础。     

扇形气膜孔几何参数对气膜冷却效率的影响

气膜冷却技术广泛应用于航空发动机火焰筒、涡轮叶片等热端部件的冷却。与常规圆柱形气膜孔相比,扇形气膜孔冷却效率更高。为更全面的掌握在典型大涵道比商用航空发动机燃烧室火焰筒工作环境下扇形气膜孔气膜冷却效率随几何参数和吹风比的变化规律,采用数值模拟方法研究了扇形气膜孔的流动和换热,分析并讨论了气膜孔板厚度、气膜孔出口宽度、气膜孔入口圆柱段长度、气膜孔倾斜角以及吹风比对扇形气膜孔下游流场和热侧面气膜冷却效率分布的影响。结果表明：在小吹风比条件下,几何参数的变化对冷却效率影响很小;而当吹风比较大时,冷却效率随几何参数的变化规律可能受其他几何参数的交叉影响;几何参数的变化将诱发不同的卵形涡结构,从而对气膜孔下游的冷却效率分布造成较大的影响。     

复杂无压隧洞输水过程三维数值模拟与方案优选

运用基于流体体积（VOF）法的三维缸占双方程紊流模型模拟了无压引水隧洞水气两相流紊流流场,近壁面采用考虑糙率影响的壁函数法进行处理．以某复杂长距离无压引水隧洞的输水过程为例,模拟了3种方案的断面平均过水面积、流量、流速和气压的变化,实现了多方案的比选结果表明,3种方案水流均能顺利通过隧洞;方案二水流到达隧洞出口的时间最短：方案二的断面平均过水面积、流量、流速和气压均优于方案一;方案三与方案二差别较小,综合考虑过流能力及成本因素,方案二为最优方案．通过与某水库放水兼放空洞水深实测数据及采用传统水力学方法计算的经验值的对比分析,平均相对误差分别为5．01％和0．96％,验证了模型的可靠性．     

深层页岩气水平井井筒瞬态温度场研究与应用

深层页岩气水平井钻井过程井筒瞬态循环温度对旋转导向工具的选择具有重要作用。基于井筒与地层间的对流换热机理及能量守恒原理，建立了井筒瞬态温度场模型；分析了循环时间、排量、水平段长度和入口温度对井筒瞬态温度的影响；优选了页岩气水平井轨迹控制方法，提出了降低井底循环温度的工程措施。结果表明，上部井段环空钻井液循环温度随循环时间和排量的增加而增加，而下部井段环空钻井液循环温度反而降低；随着水平段长度增加，环空钻井液循环温度增加，水平段越长，循环降温效果越低；随着钻井液入口温度增加，钻井液出口温度增加，下部井段环空钻井液循环温度随入口温度的变化较小。当垂深超过4 000 m后，水平段较短时，可采用旋转导向钻井工具；水平段较长，井底循环温度高于135℃后，推荐采用螺杆配LWD测量工具。采用增加循环时间、排量及边循环边下钻的方式可降低井底循环温度，以确保旋转导向工具和LWD工具处于安全工作温度内。     

绒毛长度对隧道植绒排水管防除结晶效果试验

为了研究绒毛长度对隧道植绒排水管防除结晶效果,设计了一种室内试验装置,排水管坡度3%,水流速度2.92 cm/s,选择直径1 mm的尼龙丝作为绒毛,在直径100 mm普通PVC半圆管上指定位置处用微型钻机钻孔,将不同长度绒毛插入孔内,同时做好PVC管外侧防水处理。研究结果表明:在较低的水流速度下,绒毛长度15 mm时植绒管比普通PVC管防除结晶效果好;结晶量变化规律与环境温湿度变化规律有一定的联系;植绒排水管绒毛纵向间距、环向间距与防除结晶效果有显著影响。可见利用绒毛的蠕动效应设计的植绒排水管对隧道排水管防除结晶有较好的效果,而绒毛长度、绒毛直径以及植绒间距对防除结晶的影响还需进一步深入研究,从而充分发挥植绒排水管除结晶的作用。     

螺旋密封的密封能力及参数优化

建立了流体作层流运动条件下螺旋密封的封液能力模型.用CFD分析了压差力作用下密封介质受力分布和压差力作用下密封介质速度分布,并以此求出泵送流量和压差作用下产生沿螺旋槽的泄漏量和环形间隙产生的泄漏量.根据流量平衡理论求解出密封系数,并对螺旋密封结构的参数进行了参数优化,得出最佳螺旋密封结构参数,即当齿顶宽和齿槽宽比值为1,齿槽深和间隙比值为2.61,螺旋升角为15.6°时密封能力最强.为层流条件下螺旋密封结构参数的选择提供了参考.     

灰色关联理论在城市污水处理影响因素分析中的应用

以灰色关联理论为基础,借助四川省18个地级市的统计数据,定量分析污水处理率与用水普及率、污水排放量、排水管道长度、城区面积、人均地区生产总值等指标的灰色关联度,深入研究影响城市污水处理的主要因素.研究表明:城市污水处理率与城市市区用水普及率的关联程度最为密切,与排水管道长度的关联程度最小.