溢洪道消能方案研究进展

将国内外有关溢洪道消能方案的研究成果进行了归纳和总结,着重探讨了挑流消能、底流消能和阶梯溢洪道消能,并介绍了一些新型的消能方案和模型试验成果。     

用附加动量理论分析掺气分流墩与消力池联合消能机理

用“附加动量”水跃理论分析了掺气分流墩与消力池联合应用的消能机理，用跃后水深、水跃长度或单宽水跃容积减少的百分数，估计新增消能设施的经济效益。并通过模型试验验证了消能的理论分析，计算了新增设施的消能量、跃后水深、水跃长度或单宽水跃容积减少的百分数。结果表明，采用掺气分流墩设施，可增进消力池的消能作用，并取得显著的经济效益，达到了附加动量水跃理论所预期的效果。     

坝身竖井旋流泄洪消能的设想

简述了竖井螺旋流泄洪水流稳定,消能率高等特点,给出了这种泄洪消能方式的水力计算方法,它计及了沿程的压强变化,比较真实地反映了螺旋流的特征,控制方程和以往不同;     

二元混合流掺气特性初步研究

本文利用最近研制成功的微电脑掺气浓度实时量测和数据处理系统,对混合流各序列流态的掺气浓度进行了量测,分析了混合流掺气浓度的分布规律、从而证明了混合流确系射流与水跃流的混合流动。同时还初步探明局部水力现象中自掺气的结果,与消能效果之间并不存在必然的联系。     

掺气减蚀设施空腔回水问题的试验研究

通过掺气坎掺气试验,对小底坡明流泄洪洞的掺气坎下空腔回水问题进行了试验研究。结果表明:掺气坎后空腔回水的形成与空腔末端射流冲击角有密切关系。在试验条件下,约当θ>9°时,空腔回水开始出现。该冲击角实际上是各种水力、体型要素的综合反映。     

浅析壅水溢流堰在挑流消能中的应用

根据水力学计算理论,结合某山区水库挑流消能设计的实际状况,提出了在挑流消能中设立壅水溢流堰来减小冲坑深度的创新理论,并建立了可精确计算的数学模型和程序;在实际的工程中也发挥了重要作用。     

低水头泄水建筑物消能防冲研究

某低水头泄水建筑物采用宽尾墩与消力池联合消能工,并在护坦上增设两排消力墩,利用三元流的水力特性增强了消能效果,且在常遇洪水工况下护坦齿坎淘深与河床中部冲深分别减小了58％和34％．研究结果表明,采用适当的辅助消能工能有效地解决低水头泄水建筑物的消能防冲问题．     

螺旋流消能装置消能效果试验研究

针对许多行业流体动力系统中的流体流动出现突然失控，使系统受到瞬时高压冲击的问题，提出了用螺旋流消能装置对管路中出现的高压水流进行消能，以减少对泵及管路系统的损害，增加其使用寿命的方法。试验结果表明：采用螺旋流消能装置能有效地降低管路中的水压力，减少瞬间高压对系统的损害，是一种行之有效的消能方法。     

低水头消能防冲实验研究

针对低水头，低佛氏数的特点结合工程实际进行大量模型实验，研究了低水头堰流和闸孔出流的消能方式，获得较大的经济效益。     

台阶式溢洪道的消能问题

阐述了台阶式溢洪道的水流流况分类，叙述了在一定斜坡角度情况下的试验研究结论，并分析了台阶段各流况的试验资料下及游消力池水跃消能的试验资料，结果表明，台阶式溢洪道的总消能率可达95％左右，其中中台阶段消能率占85％以上，下游水跃消能只占总能量的10％左右，说明台阶式溢洪道具有很好的消能效果。     

薄拱坝坝身泄洪布置及消能效果的研究

薄拱坝坝身泄洪方式,一般采用表、中、深孔单独泄洪或联合泄洪等方式,故有单层、双层和多层射流流态,水舌竖向冲击消能方式是一种较好的新型消能工,并已被试验和工程实践运行证明,具有很好的消能效果。运用新型消能工使加大薄拱坝坝身泄洪能力成为可能。     

T型墩的应用及消能效果

通过总结多项工程T型墩消力池的研究成果和原型观测,对T型墩的水力特性,特别是池内流态及尾水适应条件进行了分析,与平底消力池的池长、池深及消能率进行了对比,并通过原型观测进行了验证,结果表明:T型墩消力池结构紧凑,消能效率高,消能效果良好以及尾水波动小、经济效益好,是一种适合于中、低水头的较理想的消能形式。     

考虑期望间距的全速度差模型及其能耗

基于全速度差(full velocity difference,FVD)模型,通过考虑期望间距,提出了一种推广的车辆跟驰模型,即扩展的全速度差(extended FVD,EFVD)模型;并给出能量耗散的计算公式,对EFVD模型的能耗进行了研究。信号灯车队启动问题的模拟结果表明EFVD模型的启动延时时间和启动波速均在允许的范围内,加速度较优化速度(optimal velocity,OV)模型和FVD模型略小,且加速过程更贴近现实情况。车队刹车问题的仿真结果表明EFVD模型不会产生不切实际的减速度问题。通过车队碰撞问题的模拟,可知EFVD模型模拟的车头距大于车辆长度,避免了车辆的碰撞。车流扰动问题的数值模拟结果表明考虑期望间距的影响可以增强交通流的稳定性,在一定程度上抑制交通阻塞。能耗仿真结果表明,EFVD模型的能耗比FVD模型的能耗小。     

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。     

熵产生与能量耗散

本文讨论了不可递过程中熵产生与能量耗散的关系，导出了熵产生的最普遍的关系式，解释了生物体内负熵流的重要作用。     

包头市昆都仑河橡胶坝工程消能防冲设计

简要介绍了包头市昆都仑河橡胶坝工程消能防冲设计,分析了橡胶坝工程设计中过坝洪水流态及设计流量的选择问题。     

Flow patterns and dissipation of turbulent kinetic energy in near-wall turbulence

It is disclosed the flow patterns of turbulent flows in near wall region by means of topological analysis. It has found that there exists a close relationship between the topological characteristics and the spikes which are dominated by the strong normal velocity fluctuations near the wall. It is also shown that the dissipation of turbulent kinetic energy is closely related to the spike events.     

黏弹性消能支撑的研究与设计

针对工程中实际需要,提出一些新型的黏弹性消能支撑型式,研究了它们的受力特点,并给出了消能支撑水平控制力的表达式;提出了消能支撑设计中钢杆应满足的承载力要求;同时分析了支撑中钢杆拉压刚度对黏弹性阻尼器损耗因子和抗剪刚度的影响,并在此基础上给出了考虑钢杆拉压刚度影响的消能支撑水平控制力表达式; 最后指出钢杆的拉压刚度对减震效果影响较大,在考虑工程可行性的基础上给出了钢杆应满足的刚度要求.     

基于能量耗散原理的红砂岩崩解机制研究

为了研究红砂岩的崩解机制,寻找阻滞其崩解的方法,通过分析红砂岩崩解过程中传递的不同能量类型及其定量计算方法,基于能量耗散原理建立红砂岩崩解的能量耗散模型。结合工程实例,运用该模型分析红砂岩在崩解过程中的能量变化规律。研究结果表明:在岩石自然环境中的崩解过程中,随着岩石粒径变小,其新增表面积越来越大,其新增表面能随时间呈线性增大,但是,在这个过程中,岩石对吸收能量的利用率下降,说明红砂岩在不同崩解阶段对吸收热量的利用率不同;红砂岩崩解能量利用率随崩解呈指数衰减。建议工程上在治理红砂岩问题时可采用预先崩解的方法,然后采用压实破碎,包边封闭的方法尽量减小红砂岩与外界环境接触的面积,切断软岩崩解所需的能量来源,以延迟其崩解。     

基于最小耗能原理的混凝土损伤演变方程

以混凝土的各向同性弹性损伤为例,提出了一种基于最小耗能原理建立损伤演变方程的新思路,并推导得到了混凝土在单向拉伸下的损伤演变方程。