错口丁坝回流尺度的研究

通过理论分析和水槽实验，阐述了错口丁坝间相互影响的机理，得到了错口丁坝的回流长度、回流与主流的分界边线及其最大宽度公式。     

丁坝回流区水流紊动强度试验

丁坝是一种河道整治及护岸工程的设施。为研究丁坝回流区水流的脉动特性和冲刷机理,对玻璃水槽内丁坝回流区水流进行了测量。用三维激光颗粒动态分析仪(3D-PDA)测量三维脉动流速。分析了丁坝后3个流区(主流区、回流正流速区和回流负流速区)的紊动强度。结果表明:丁坝后回流区纵向紊动强度明显增强,且回流正流区大于回流负流区。主流区、回流正流速区和回流负流速区的3个流区纵向紊动强度均以对数形式沿程减弱,至回流结束一段距离后恢复到无丁坝状态。     

考虑水流紊动的丁坝下游回流区水流挟沙力研究

研究复杂流态下丁坝回流区水流挟沙力的变化规律,对于优化丁坝设置具有重要的意义.基于丁坝水流紊动实验所得主流区、回流正流区和回流负流区的水流紊动强度,利用水流切应力和流速的关系,建立了考虑水流紊动强度的丁坝回流区水流挟沙力公式.利用此公式解释丁坝后的淤积现象、三峡永久船闸上引航道口门区淤积以及桥墩后部漩涡冲刷现象,并给出不同紊动强度下主流区、正流区和负流区不淤流速.公式可用于回流河段泥沙数值模型中.     

正挑丁坝附近可溶性危险化学品扩散示踪试验

利用水槽试验台在不同泄漏位置及不同长度丁坝情况下完成可溶性危险化学品泄漏扩散示踪试验,获得泄漏源位置和丁坝长度改变时正挑丁坝周围水流流态及可溶性危险化学品浓度分布特性.通过分析水槽试验数据得到不同条件下丁坝附近水流流态及示踪剂浓度的变化规律:不同试验条件下丁坝下游受到影响的水域范围不同,但丁坝产生的回流区的形态基本相似,而丁坝上游受丁坝影响的水域仅在丁坝附近的一段区域内,故泄漏源的横向位置的改变对回流区内可溶性危险化学品的浓度影响比较大;此外,丁坝长度对回流区范围的大小影响很大,丁坝越长所产生的回流区的范围越大.     

丁坝挑角及长度对回流区流动特性影响的数值模拟

为探究丁坝挑角及长度对坝后回流区流动特性的影响,利用计算流体力学(CFD)方法,模拟宽浅河道中丁坝挑角上挑60°、正挑、下挑120°,及丁坝投影长度为0.12,0.2,0.3 m条件下回流区流场和湍动能及湍流黏度的分布。结果表明:丁坝回流区最大相对长度L/B及最大相对宽度W/B与丁坝相对投影长度b1/B成正相关;湍动能沿着流动分离区域向两侧及下游扩散衰减,其最大值出现在坝后流动分离处;丁坝的投影长度和挑角直接影响湍动能和湍流黏度的大小和分布;随着水深增加,湍动能和湍流黏度分布规律不变,其值随着水深的增加而小幅减小。     

T型丁坝坝翼与坝身夹角及坝轴线中心角对90°弯道水流的影响

结合下挑丁坝和弯道边界条件的特点,利用三维数值模型研究90°弯道中设置T型丁坝后,丁坝坝翼与坝身的夹角θ以及坝轴线中心角α对回流区大小、丁坝附近横截面主流区流速、横向环流以及最大河床切应力的影响.研究结果表明,回流宽度随θ的减小而逐渐递增,回流长度在θ=75°时,相对最短,并且回流长度随α的减小而减小.丁坝附近横截面主流区流速随着θ的减小而减小、当θ减小到45°时会增大,丁坝上下游各截面的流速随α减小略微减小.河床切应力最大值与平均切应力之比τmax/τ0随Fr的增大呈递减趋势,随θ的减小呈现先递减再反向增加的趋势,当θ=75°时,τmax/τ0的相对值最小;α越小,τmax/τ0越小.综合研究表明,T型丁坝坝翼与坝身夹角θ为75°且坝轴线中心角α为30°时,可以更好地发挥T型丁坝的体型优势.     

单双正挑丁坝平面二维回流数值模拟与验证分析

以平面二维水深平均浅水方程为基本依据,引入k-ε湍流模型.对非淹没状态下的单双正挑丁坝分别进行回流数值模拟,单丁坝模型计算分析结果与Nawachukwu的单丁坝实验吻合良好,能够准确模拟发生冲刷位置及范围,说明模型的可靠性;双丁坝模拟计算分析得出在合理间距下双丁坝较单丁坝的水流流态更平缓.因此本文建立的数学模型具有较高精度,能够用于实际河道的丁坝流场研究.     

90°弯道T型丁坝水力特性和数值模拟研究

利用雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程和k-ω涡粘紊流模型,研究在无丁坝、直线型丁坝、T型丁坝三种工况下90°弯道水流中的水力特性.研究结果表明:与直线型丁坝相比,T型丁坝下游形成的回流区长度约缩短15%,宽度约缩窄25%;对水面壅高、横纵比降的影响程度较小,且将横向环流移向河道中心,更加合理的减轻环流对岸边的水毁破坏;河床切应力突增率低于直线型丁坝,强度顺河道向下游衰退更快.综合比较,T型丁坝是一种优于直线型丁坝的坝型.     

丁坝群三维水流数值研究

丁坝是河道整治及防洪护岸工程中一种常见的建筑物,丁坝水流一般是具有不规则的曲面边界和自由表面的三维紊流,本文采用修正的K-ε模型封闭Reynolds方程作为紊流控制方程、引入通度概念处理不规则边界、引入VOF法追踪自由表面,对丁坝群三维水流进行了数值模拟,给出了自由表面形状、流速分布图及回流长度,并与试验结果进行了比较,从水流条件出发,给出了丁坝群间距的推荐值。     

沿河公路路基冲刷的丁坝群防护设计研究

在山区沿河路基的冲刷防护构造物中,丁坝具有挑流、导流的作用,它通过改变水流结构,使水流偏离被防护的路基或将被冲刷区域变为淤积区,达到路基防护的目的;同时,坝头会受到水流的强烈作用,出现局部冲刷坑,冲刷深度过大,可能导致丁坝毁坏。显然,丁坝坝后回流区长度是确定丁坝防护范围和对水流影响区域的主要依据,而     

桩式丁坝护滩保塘效果研究

钱塘江涌潮在低潮位时的大流速具有很大的挟沙能力,会淘刷海塘基础前的近塘滩地,降低海塘建筑物的稳定性,甚至损毁堤塘.护塘低丁坝群可改变涌潮传播规律,分散涌潮对建筑物的作用力,从而减轻近塘滩地淘刷,提高海塘的整体和局部稳定性.传统的堆石丁坝由于基础较浅,且以散抛块石为基础,处低潮位时在涌潮动力持续打击、猛烈震动作用下易招致丁坝损毁破坏.本文提出了一种新颖的丁坝型式,并从现场观测资料分析、实体模型试验和机理分析三个方面,分析桩式丁坝的护滩保塘效果,并从潮流过坝的水力特性角度,探究丁坝护塘的机理.与传统的堆石丁坝比较,桩式丁坝具有设计合理、施工简易、坝体内无内压力、便于维护检修等一系列优点.可广泛应用于各类河道整治、海塘保护等工程中.     

钝体后回流流场传热特性的实验研究

在测量钝体后回流流场的速度、脉动速度相关量和温度的基础上，求出回流流场的热通量分布。结果表明了热通量分布与脉动相关量间的密切相关性，以及回流区及其边界区域相对强烈的热交换强度，这些结果有助于理解钝体后回流区在燃料燃烧火焰稳定中的显著作用。     

高温低氧燃烧炉内等温流场特性的数值分析

应用自行开发出的计算程序对高温低氧燃烧模型实验炉进行了三维等温流场的数值模拟·在燃料和空气的射流速度比分别取 3种不同值时 ,预报了炉内 3种典型的等温流场结构 ,分析了炉内多股射流间的相互作用及回流流动等流场特性·模拟结果表明 :在几何参数一定时 ,选择燃料和空气的射流速度比为同一数量级时 ,炉内的回流流动可以实现燃烧所需的低氧气氛 ,燃气射流能够利用这一低氧气氛实现高温低氧燃烧·数值预报结果与相关的实验观测基本符合·     

透水性对丁坝周围能量变化的影响试验研究

丁坝是航道整治常用的整治建筑物之一,实际工程中其多由块石抛筑而成并具有一定的透水性.通过水槽概化模型试验和理论分析相结合的方法,研究了不同空隙尺寸和不同空隙率条件对坝身段、坝头前端和主流带区能量变化的影响,结果表明:透水丁坝在坝身段空隙尺寸越小,水流通过损耗位能越少;坝头前端动能与空隙尺寸成反比,与空隙率成正比;主流带区,空隙尺寸和空隙率的变化对位能影响不明显,对动能影响明显.研究成果对于深刻认识实际丁坝工程失稳机理具有重要意义,并可为丁坝设计和修复提供技术支撑.     

腹股沟部损伤机制与预防及康复措施

运动中腹股沟部疼痛是常见的运动损伤之一。腹股沟部损伤可严重影响运动员的竞技状态,甚至影响继续从事其运动项目的能力。目前,腹股沟部损伤在有关运动创伤康复研究中的讨论还不多,本文依据国内及国外文献及临床的实际应用经验,对它的受损机制以及康复措施做一简单归纳,旨在为运动员能尽早的摆脱伤病困扰、回归赛场做出贡献。     

丁坝间距对改善水生生物栖息地作用的数值模拟研究

用于航道整治的丁坝在发挥束水攻沙整治作用的同时,也会因丁坝影响范围内的水沙结构和河床形态改变而造成水生生物栖息地的适宜性变化。常用的水生生物栖息地模拟模型（River2D）因缺乏泥沙（推移质和悬移质）运动和河床变化模块,难以直接用来评价丁坝对栖息地的影响。为此,本文以岷江支流锦江穿过成都华阳镇河段为研究对象,采用水沙耦合的二维浅水模型,结合河道内流量增加法（IFIM）构建栖息地模拟模型。分析双丁坝在不同间距时,河道水沙运动结构、水生生物栖息地适宜性指数分布（HSI）和栖息地加权可用面积（WUA）的变化规律;同时从模拟成果中进一步得到能使WUA值有所提升的最佳丁坝间距,为航道建设河道或生态修复提供一定借鉴。     

黏弹性流体驱替微孔道中残余油滴的水动力学机制

选取上随体Maxwell本构方程建立黏弹性流体在微孔道中的流动方程,运用控制体积法和交替方向隐式(ADI)方法得到流场的数值解,计算流动的速度场和应力场,分析不同弹性驱替液作用在残余油滴上的驱替力,以及不同弹性驱替液驱替时残余油滴的变形,从水动力学角度探索聚合物溶液所具有的弹性驱替残余油滴的水动力学机制.结果表明:与无...     

絮凝搅拌器内部流场特性数值模拟

在气液交界面形态对比和LDV试验验证基础上,基于CFX 侵入式实体模型,应用标准k-ε湍流模型对容积为1 L的絮凝搅拌器内部流场特性进行了数值研究.结果表明:下循环区的流体运动速度和速度梯度较大;搅拌强度增加,速度梯度增大;转速对叶轮附近切向速度梯度影响最大,该区域切向速度梯度值与其他区域最大相差两个数量级;下循环区湍流耗散率、湍流动能和涡流黏度较高;在研究转速范围内,转子转速对湍流动能影响相对较大,对涡流黏度影响相对较小.     

炉膛煤粉空气射流的火焰稳定性分析

本文结合锅炉炉膛煤粉空气射流的流场特征,分析煤粉气流的预热、着火及燃烧过程,提出以炽热燃烧的回流区为研究对象的分析煤粉射流气流火焰稳定的集总分析模型,并用它分析了几种典型的炉膛煤粉射流流场.结果表明,对于任何给定特征尺度的回流区只要满足一定的温度、煤粉浓度及射流速度等条件,就能实现对射流火焰的稳定.