一种新型消力池布置形式——多股水平淹没射流

在对消能机理较深认识基础上提出了一种既有高消能率，又能明显减小消力池底板冲击压力及临底流速的新型消力池布置形式，它明显不同于底流消能．这种新的布置形式有较高消能率的原因是人为制造了更多的剪切消能区；能明显减小消力池底板冲击压力及临底流速的原因是在合理的体形下，能保证入池水流以近似水平的方向，以射流的形式在消力池内运动，避免了高速水流直接冲刷消力池底板．通过大量的模型试验研究后发现，水平方向窄而垂直方向厚的入射水流适应水位变化的稳定性较好，能始终保持水平淹没射流状态，宽而扁的水舌适应水位变化的稳定性较差，容易随下游水位的升高或降低而潜底或上漂．采用数值模拟的方法对这种新型消力池的水力特性进行了较为深入的研究，消力池水面线、临底流速以及底板压力等的计算结果与试验结果符合较好，结合模型试验及数值模拟，对这种消力池的流态进行了较为详细的分析研究，得到了不同情况下比较详细的流场特性，与实验现象极为吻合．     

现代工程水力学

介绍了现代工程水力学的性质、任务及其发展历史，从新理论、数学模型和实验研究了三方面论述了现代工程水力学的发展趋势。现代水力学的理论框架将发生很大变革，研究对象将突破传统的均匀连续介质假设，从自然尺度向细观尺度发展，非线性理论和随机理论将得到广泛应用。水力学与计算机技术紧密结合，将出现全新的现代化知识体系，随着基础研究的不断深入，针对工程水力学的紊流研究将有新的突破，关于水波与固体、气体的相互耦联作用的探讨将有重大进展，水力学将跨向现代化的新阶段。     

水平多股淹没射流理论及试验研究

针对水利水电工程中高水头、大单宽流量泄洪消能问题,提出多股多层水平淹没射流新型消能型式.对这种复杂三元混合淹没水跃进行了理论分析,推导出跃前水深和跃后水深之比和消能率计算公式.对其流动的水力特性和消能机理进行了分析和试验研究,测量了消力池内压力分布规律、水面形态、流速分布和脉动压力特性.分析了出口体型参数对流态稳定性和水力特性的影响,获得体型参数与水力要素之间的关系以及变化规律.分析了多股多层水平淹没射流消能机理,尤其是强剪切消能和小尺度漩涡消能的效率和机制.研究表明,它是一种流态稳定、适应性强、低雾化、高消能率的新型消能方式,能够减轻工程建设给环境带来的不利影响,有利于工程应用.研究成果为实际工程设计提供了科学理论依据.     

水气二相流特点及其单流体模型

对水利工程中掺气水流的数值模拟进行了研究。从建立数学模型的角度 ,详细分析了水利工程中水气二相流的特点 ,从理论上证明 :对工程中常见的稀疏气泡流 ,单流体模型是可行的 ;且水气混合物的连续方程和动量方程可分别用水相的连续方程和动量方程代替 ,以使问题简化。提出了掺气水流的单流体模型 ,并用该模型对水垫塘掺气水流进行了计算 ,掺气浓度计算值与实测值基本吻合 ,表明本文提出的单流体模型可用于水垫塘水气二相流的数值模拟     

掺气分流墩台阶式溢洪道的水流流态和流速特性

通过模型试验，研究了掺气分流墩台阶式溢洪道的流流态和流速特性。结果表明：此种消能工能改善台阶式溢洪道的水流流态，大幅度地减小水流流速。在试验范围内，掺气分流墩台阶式溢洪道的流速较相应光滑溢洪道减小了18．4％－68．3％，较相应的台阶式溢洪道降低了6．8％－54．0％。