坝面脉动压力及其模型律的试验研究

水流脉动压力及其模型律问题,近来得到广泛的注意。本文介绍一种测量大面积上水流脉动压力的仪器,以及关于总脉动压力资料的整理方法。实验结果表明,水流掺气现象是影响溢流坝面上水流脉动压力的主要因素。文中着重研究脉动压力模型律问题。初步提出由于掺气程度不同,总动水压力中脉动压力的比尺（Ｐ’）ｒ正比于长度比尺的 ３．０～４．５次方,其脉动幅度的比尺 正比于长度比尺的１．０～２．５次方。平均频率的比尺（ｗ）ｒ约为长度比尺的－０．５８～－０．６６次方。     

纵向弯道水流的研究

本文对纵向弯道（抛物线段与反弧段）水流．结合工程进行了理论分析和实验研究．给出了抛物线型的表达方程及其参数．得出了抛物线段水深和压力分布的近似计算式和反弧段上水流压力分布公式，从理论上给出了这两种曲线在隧洞上、下游不同底坡上联接点的位置，并与实验结果进行了验证对比．     

河岸式弯曲溢洪道水力研究

本文是水工结构实验室为解决我国某水利枢纽弯曲溢洪道水流情况而进行的模型实验,将实验结果整理而写成的。其内容包括溢洪道面上水流研究,导流墙受力与封水流影响的研究,扬水结构形式与下游局部冲刷情况的研究等。并初步研究了下游弯道上流速分布的情况。这些水流现象还有待於作进一步深入的研究。本文提出作为对这些问题感兴趣的同志们作进一步研究时的参考材料。     

突扩突跌布置侧墙及底板脉动压力特征分析

为进一步研究突扩突跌体型的脉动压力和空蚀破坏,用三峡泄洪深孔突扩突跌掺气水工模型对侧墙和底板的水流脉动压力进行了详细量测,建立了压力脉动强度σ与壁面剪切应力的关系式。给出了侧墙和底板脉动压力强度系数K的表达式;侧墙冲击点处脉动压强偏离正态分布,底板脉压幅值是时均压力的35%~50%。通过时间积分比尺TE和空间积分比尺Lf的分析,发现侧墙冲击点处的TE值较大,相应的Lf值也较大,冲击点下游TE和Lf很快变小,其规律与频谱分析一致。水流冲击底板处,主频带窄,脉动压力强度大,时间积分比尺值和纵向积分长度比尺也较大。     

关于挑跌流对河床的动水压力及基岩的防护问题

挑跌流消能是我国泄水工程最为普遍采用的消能方法。但高速水流对基岩或岸坡的破坏以及对建筑物影响—这些带有根本性的问题一直难以弄清楚。本文从水力学的随机过程论的观点,结合我国设计中的最高拱坝和最大水电站二滩工程的消能防冲实验研究探讨了挑跌流水流对下游河床的动水作用力和可能造成基础破坏的水力学机理。结论认为,挑跌流所形成的巨大压力脉动是基岩或护坦板破坏的根本原因;并根据实验资料分析给出影响脉动压力大小及特性的基本要素和简单地评价挑跌流消能防冲的基本标准以及讨论了提高防冲措施的途径。     

水深对超大型FPSO脉动压力的影响

随着浮式生产储油系统在渤海浅水海域的广泛应用，水深对FPSO波浪载荷的影响问题突现出来．建立了基于三维势流理论的脉动压力数值模型，开发了有限水深复合格林函数的数值计算程序模块，对一艘300000DWT（Deadweight ton）FPSO在不同水深海况下的脉动压力进行了研究．计算结果表明，随着水深的变浅脉动压力增大；而且水深越浅，脉动压力增大也越明显．由于浅水中脉动压力的显著增加，从而导致FPSO的波浪诱导垂向弯矩和剪力也明显增大。     

反弧鼻坎上流线坦化的试验研究

溢流坝反弧鼻坎上水流运动的特性是水利工程上关注的一个课题.本文采用模型试验的手段,提出了流线坦化的观点(即在反弧处随水深的增加,流线的曲率半径逐渐增大,从而使水面弯曲程度逐渐变缓的一种水力现象,本文称此现象为流线的坦化),解释了一些水力现象;得到了流线坦化界限判别经验公式;反弧最低点水深计算经验公式和水流实际出射角计算经验公式,并与国内外有关经验公式进行了比较分析.     

水工闸门流激振动响应的一种计算方法

将作用在闸门上的水动力荷载分解为闸门无振动时的水流脉动压力和由于闸门振动引起的附加扰动流场所产生的动水压力两部分．用定义在频域上的相干函数来分析模型试验测得的脉动压力在各个节点之间的时空相关性,同时考虑脉动压力在不同频率分量上相关程度的不同,形成脉动水流的节点荷载,然后据随机振动理论建立模型试验和数值计算相结合的水工闸门流激振动响应计算方法,并以双口渡电站弧形闸门为例进行了算例分析．计算结果表明,该方法能够较好地满足工程分析的要求,并可以应用于其他水工建筑物的流激振动响应分析．     

测试水流冲刷剪切作用的试验研究

为了测试水流对水工混凝土的冲刷作用 ,研制了一种改型的水流剪切力测试仪 ,可以在水中不受正压力的影响 ,测试水流产生的剪切作用。这种设备制作简单、成本低廉 ,不需要特殊材料和专门加工。经过标定后 ,测试数据很精确。利用这种仪器进行大量的、不同检测环境的试验 ,根据采集的数据给出了水流剪切作用力与水压力、水流速度、冲刷角度及含沙量等参数之间的关系     

基于概化模型的城市洪水水力特性试验研究

近几十年来,随着经济的高速发展以及城市化进程的不断推进,城市遭遇洪水内涝的危险也日愈攀升.本文通过概化模型来研究城市洪水特性,得到了在不考虑建筑物透水性的条件下,上游水位分别为30cm、40cm、50cm,城市街道与水流方向平行、与水流成22.5°、与水流成45°时,下游模型街道中的水深变化.实验发现不同的城市布置中,随着上游水位的增加,街道内的水深也随之增加;当所测街道与水流方向一致时,街道水深值最小,排水性最好;当街道与水流方向存在夹角时,夹角越大街道内的水深值也越大.本文通过实验手段,获得了概化城市模型在洪水来临时街道的水流数据,为后续的城市防洪研究提供了数据支持.     

宽坦式急流河道闸坝工程消力池模型试验研究

通过对具有代表性的某宽坦式急流河道闸坝工程进行水工模型试验,根据闸后水流特点,总结了该类工程消力池设计需要注意的重点.试验研究表明:为了确保推移质能够顺利地通过消力池随水流带往下游,尽量减少池内淤积,同时消力池出池水面与池后下游河道水面较好的衔接,宽坦式急流河道闸坝工程闸后消力池内水流消能不能太充分,消力池深度和长度不能太深和太长,使出池水流具有一定的能量,有利于排沙和与下游河道水面的自然衔接.试验成果可为具有相同工程特点的消力池优化提供借鉴.     

Dressler方程及其在反弧流动中的应用

本文采用Dressler方程这一非恒定浅水流动方程组,建立了溢流反弧曲面上的流动模型,用这一模型较好地计算了反弧曲面上压力与水深分布,并对流线坦化进行了研究.理论模型指出了在坦化小的条件下反弧半径的选择标准,计算结果与实验资料的比较表明,Dressler方程是一种有效的计算曲面边界流动问题的模型,其显著的简单实用性使这一模型具有一定的应用前景.     

电似法应用在立波中的研究

电似法最初是由巴甫浴夫斯基（）院士在１９２２年为了研究地下水的运动问题 而首创的,到现在它已成为在各种技术科学部门的研究工作中最有发展前途的方向之一。 本文阐明了在水工研究领域内应用电似法的一种可能性。在文章的第一部分中简单地叙 述了在研究平面问题时用液体电气积分仪做电气模型的理论根据、它的方法及其技术。在第 二部分中提出了在实验中所得到的一些基本数据,其目的是在於研究在波浪要素（波长及波 高）和水深不同时直立墙前立波波压力的分布情况。现在把实验数据和不久前在这方面的发 现相连系来看乃是有价值的。在实验中证实了当直立墙前立波达最高波举时,在波浪尺度和 水深具有某种关系的条件下在直立墙的下部将有负的附加压力出现的可能性。这个现象乃是 莫斯科土建学院在波浪槽中进行研究工作时所发现的。     

水垫塘异型构造底板缝隙水流脉动压力特性研究

水垫塘作为保护下游河床的结构,其自身在高速水流冲击下的安全性是实现消能和防冲目的的关键所在.优化水垫塘底板的结构设计对于整体结构稳定性就具有一定的实际研究价值.以某水垫塘为背景,基于模型试验结果,研究了异型构造底板缝隙处水流脉动压力特性.分析了板块增设键槽前后下表面脉动压力的分布规律、概率特性以及互相关特性和频谱特性,进而从缝隙水流脉动压力的角度分析键槽的增设对底板稳定性的意义.研究表明:在水跃稳定区,带键槽板块间下表面脉动压强系数较不带键槽板块有明显减小趋势;带键槽板块可能产生的脉动上举力较小;增设键槽后,涡旋的保持性和平均尺度增加,板块间相互联系增加;脉动压强的功率谱密度曲线向更低频移动.     

水流脉动压力沿缝隙的传播规律

高坝下游基岩缝隙内的水流压力脉动是可能造成基础破坏的一个基本因素。本文讨论了脉动压强在缝隙内的传播规律、相关关系以及计算块体失稳的概率模式。     

旋转水流消能及其空化特性

研究了高水头（Ｈ〉２００ｍ）泄水建筑物隧洞内部消能的一种新型消能工,将竖井与隧洞切向连接,在隧洞内形式螺旋形的旋转水流,这种水流结构可消散水流中大部分能量,使流向下游的水流剩余能量较小,减轻下游的消能负担和减少下游冲刷。这种消能工的最基本的水流形态环流,在其固体边壁存在着较大的离心力,其中心为大气压,整个水流不会出现负压,流速迅速降低,空化特性较好,不会产生空化与空蚀。还分析了旋转水流的消能机理、     

水工建筑物上的脉动荷重

讨论了水工建筑物上脉动压力的合成问题。指出脉动压力的合成要充分考虑到各点压强的时空相关 ,并由相关尺度给出了作用于建筑物上脉动压力的总荷重及用拟静力法分析结构时的分布荷重 ,对于脉动总荷重而言 ,相关尺度是一个与作用面积和压强有同等意义的重要参数。     

溢流坝面跌阶形不平整的气蚀控制

(一) 問題的提出国內外水工建筑物的建筑规模日益增大,对过水建筑物气蝕問題的研究也愈益显得重要。气蝕的现象是复杂的,但在水工建筑物的研究方面一般最簡单的解释是:如水流局部压力低到一定程度(接近于所論条件的蒸汽压力),水由液态轉为汽态,水中原有汽核在此低压区由于內中充滿蒸汽而获得膨胀,成为小汽泡,水流本身的这种现象通称为气穴现象,     

分汊河道近底水流特性试验研究

近底水流结构是影响泥沙起动、床面变形以及航道整治建筑物稳定性的直接因素.以长江中游武汉天兴洲段这一典型分汊河道为原型,开展物理概化模型试验,通过对比纵横向测点的流速差异,分析分汊河道近底流速分布特性以及近底水流脉动变化规律.结果表明:河床地形对近底水流时均流速有一定的影响,分流区内时均流速沿横向分布较为均匀,而汊道段时均流速沿横向和纵向上分布均有波动,总体上河床高的地方流速大,且与测点处的水深呈负相关;脉动强度与该点处时均流速之比称为相对脉动强度.江心洲逆坡段的滩槽交界区域水流结构复杂,相对脉动强度大,在平直的滩顶段则是滩面处的相对脉动强度最大.     

凌津滩船闸输水廊道内动水压力及其脉动特性

对中水头单级短廓道输水船部－凌津滩船闸进行原型观测,资料分析表明：输水廓道工作阀门启门过程中,阀门下游廓道内动水压力的脉动普遍较大;阀门小开度时阀门门后及弯段内侧部位可出现瞬时负压,并于阀门门后廓道的上部出现很大的负压脉冲,负压脉冲持续时间不长,频谱分析未发现水流空化的迹象,动水压力的脉动属非空化流低频脉动性质。