时间变态对模型水流运动相似影响试验研究

利用长江防洪模型上荆江河段,以不同时间变率作为控制方式对上荆江2003年9月1日至9月30日实测水文过程进行模拟,测量了模型入流、尾水、沿程水位、断面平均流速变化过程等。研究了上荆江模型在不同时间变率下沿程水位、流量、平均流速与原型相似的程度并对偏差产生的原因进行分析,在此基础上对尾门滞后控制方式如何提高试验精度进行了研究。     

永宁镇水文站水面流速系数的分析与确定

永宁镇水文站近几年由于各种因素，测流断面发生较大变化，涨水后会有大面积的浅水区，浅水区测定流速计算流量时需要精确的水面流速系数。之前永宁镇水文站的水面流速系数是经验值0．85。现在通过缆道流速仪进行试验，采用垂线法和断面流量法对试验结果计算分析后，得到比较满意的结果，相关系数均达到0．97，确定水面流速系数为0．87。这个系数将用于永宁镇水文站的实际流量资料的计算，并为受中小河流项目建设影响的其他中小河流上的水文站提供参考。     

基于正交试验的迷宫流道灌水器参数化设计研究

采用正交试验设计方法，取三角形迷宫流道灌水器的关键参数为因素，利用光固化快速成形技术制作出各参数组合的灌水器与外管一体化结构原型，并进行了灌水器水力性能的试验研究．流量和流态指数的极差和方差分析结果均显示出流道转角对流态指数的影响最显著，而流道单元数对灌水器流量的影响最大，这一结果有助于解决流道经优化后带来的流量增大问题．应用多元线性回归法拟合出灌水器流量系数和流态指数与参数的关系式，进而得到了流量与压力的回归方程．验证试验结果表明，回归方程能较好地预测迷宫流道灌水器流量与压力的关系，从而实现了灌水器参数化的结构设计．     

冲积河流的极限流速

为了说明天然冲积河流存在极限流速,整理了长江、松花江等20条冲积河流上25个水文站的日均流量、日均水位、实测大断面、日均含沙量等水文资料,利用水流连续性方程,由日均流量和过水断面面积求出断面平均流速。结果表明,天然冲积河流断面平均流速随着流量的增加而增大,达到一定流量后,断面平均流速趋近于一个极限流速。天然冲积河流流量较大时通过增加过流断面面积使得流速始终低于极限流速。人类活动会影响冲积河流的极限流速。     

长江口北支河段全潮水文测验水通量平衡计算方法

为提高长江口北支河段全潮水文测验断面流量计算精度,满足测验区间水通量平衡的计算要求,对GB 50179-1993《河流流量测验规范》中的断面流量计算公式进行改进,采用更能反映断面流速实际分布状况的流速加权平均法计算部分断面平均流速,并采用试算法求出流速加权系数,进而计算得到断面流量和断面水通量。结果表明,本文所提算法提高了断面流量及潮量的计算精度,满足水通量平衡的计算要求,有效解决了长江口北支河段全潮水文测验水通量不平衡的问题。     

冲积河流的极限流速

为了说明天然冲积河流存在极限流速,整理了长江、松花江等20条冲积河流上25个水文站的日均流量、日均水位、实测大断面、日均含沙量等水文资料,利用水流连续性方程,由日均流量和过水断面面积求出断面平均流速。结果表明,天然冲积河流断面平均流速随着流量的增加而增大,达到一定流量后,断面平均流速趋近于一个极限流速。天然冲积河流流量较大时通过增加过流断面面积使得流速始终低于极限流速。人类活动会影响冲积河流的极限流速。     

河口航道双丁坝影响下异重流运动特性

在河口地区，由密度梯度驱动而产生的异重流是影响航道内泥沙输移的重要因素之一。作为航道整治中常见的建筑物，丁坝群可以缓解航道的泥沙淤积问题、提高通航能力。为探究双丁坝对异重流运动特性的影响，运用粒子图像测速系统（PIV）开展了开闸式异重流实验，研究了在不同束窄系数情况下，航道异重流稳定阶段内的流场及湍流特性，并对比分析了异重流在两个丁坝位置特征断面处的单宽流量及总流量。结果表明，双丁坝改变了航道内的流场，异重流在经过束窄断面后会向第二个丁坝后部区域横向扩散，进而使得流速加大、高度降低；异重流在两个丁坝束窄断面的单宽流量近似相同，且与束窄系数无关；异重流在束窄断面的总流量与断面宽度成正比，在实际工程中可以通过适当调整丁坝长度来控制侵入航道的异重流总量。     

载气强化热虹吸垂直管传热研究

将空气作为载气，研究了水-空气物系及不同浓度羧甲基纤维素钠(CMC)水溶液在不同的真空度和载气流速条件下其平均传热膜系数的变化规律．结果表明，平均传热膜系数随着载气流速的增加而增大，载气流速较小时，平均传热膜系数增加较大；当载气流速达到一定程度时，其变化趋缓；同时平均传热膜系数随着真空度及CMC浓度的增加而降低．将载气强化传热的关联式对实验数据进行了预测，计算结果与实验值吻合较好，其偏差介于-31．581％～ 23．077％之间，平均误差为13．17％．     

城市供水管网物理模型构建方法

依据水力相似原理,提出了构建与实际压力供水管网等效的变态物理模型的理论方法．在物理模型与管网原型变态几何相似的前提下,结合欧拉变态相似准则和管段水头损失公式,得到压力供水管网与其变态模型的主要物理指标之间的关系．同时进行管段实验,考察了管段原型与变态模型的运行工况,理论与实验结果间的平均相对误差为9．8％．运用管网模拟软件EPANET建立了华北某区域实际管网的变态物理模型,结果表明,管网原型与物理模型的对应管道流速和对应节点水头的平均相对误差分别为3．05％及0．053％,证明了物理模型构建理论的正确性和可行性．     

乙型驼峰堰流量系数及淹没系数的试验研究

乙型驼峰堰流量系数及淹没系数的试验研究孙小鹏，水文，１９９３年第２期笔者对乙型驼峰堰流量系数与堰顶水头的关系、淹没系数与淹没度的关系、淹没流态的判别，进行了试验研究，试验表明：１．乙型驼峰堰自由溢流时流量系数受堰顶水头影响，随堰顶水头的增加而先增后减...     

测流孔板数值模拟及流量系数的分析

孔板用于压力管道中测量流量,其特点是过流量小、流速低,而资料介绍的孔板流量系数都由模型实验得出.格鲁吉亚卡杜里电站采用跨流域引水方式,其引水道模型实验中采用此测流方法经济实用.本文采用标准k?ε湍流模型对孔板流场进行数值模拟,得到流速分布和流量系数,通过模型实验对低流速孔板的流量系数进行了验证,两者结果完全一致.在上述电站引水道模型试验中采用孔板测流的流量系数,试验结果完全满足精度要求.     

“泡沫式”浮标及其流速系数的试验分析——以黄水沟水文站为例

黄水沟水文站自1955年建站以来，于1994年、1996年、2000年发生特大洪水后，测验断面发生了明显变化。根据《河流流量测验规范》(GB50179-93)有关规定，对该站中、高水进行浮标系数试验。通过制作的“泡沫式”浮标，采用相应的流速仪实测流量与浮标虚流量的关系，分析、确定该站均匀浮标和中泓浮标的系数，在试验、分析过程中，对存在和发现的问题提出了解决方法和建议，为浮标法的测验方法及流量成果的精度提高提供可靠依据。     

某渔港模型试验研究的几个问题

本文分二部分,港口的整体模型试验及外堤断面模型试验。在整体模型试验部份中研讨 了下列三个问题：推算风成波要素的风速值的选取值问题、模型比尺的变率限值问题、模型 中波陡改交的影响问题。在外堤断面模型试验部份阐述了有关四脚锥体盖面外堤断面的设计 及试验方法问题。 本文中提供了上述各问题的某些有意义和有兴趣的成果。     

基于CFD流动分析的泵站肘形进水流道水力特性研究

肘形进水流道是在大型泵站中最常用的流道形式,它与喇叭管进水流道相比具有水力损失小和宽度较小的优点．本文基于质量加权平均的流速均匀度优化目标函数和重整化群湍流模型,应用SIMPLEC算法,计算了泵站肘形进水流道内定常流动．基于FLUENT软件的CFD（computatical fluid dynamics）流动计算,获得了肘形进水流道内部三维流动规律：其内部水流为逐步收缩的运动,分为水平收缩段、肘形弯管段和垂直调整段3个阶段．通过分析肘形流道各个断面的轴向流速分布,提出了新的叶轮名义高度的取值范围,并给出了流道主要控制参数的取值范围．计算流场与实验结果进行了比较,两者较为吻合,这表明采用计算模型和方法是可靠的．提出了新的优化设计思路,即先按照控制主要参数尺寸进行流道轮廓线进行设计,然后设计进水流道的各过渡断面,按照各断面平均流速光滑变化进行控制,最后通过CFD技术进行流场细节分析和水力优化．这将大大减少水力优化设计的工作量和难度．     

人工河道断面水面流速系数的探讨

人工河道断面水面流速系数在无精测法资料可供对比分析的情况下,采用比照同类站直接选用具有一定的盲目性。以0.6相对水深测速代表平均流速,作为计算断面平均流速的标准值,以较为接近天然河流的对数型垂线流速分布公式为理论依据,与采用假定水面流速系数测速的断面平均虚流速进行比较,分析水面流速系数。并用数理统计的量化标准反证所求水面流速系数是比较简便易行的。     

对定床变态河工模型相似性的几点研究

本文通过同一工程的正态和变态两种模型的对比分析，认为试验平原地区宽浅式河道平面上水力和热力特性或工程布置方案，变态模型可以满足相似要求。但是对研究地形条件复杂的河段或只研究河段局部地区及建筑物的水力热力特性，建议采用正态模型。     

潮汐流动等效离散的分析与计算

对等效离散的机制进行了理论分析，通过水槽试验和对珠江典型河段的天然观测，说明潮流断面平均流速和平均浓度相对于潮平均值的波动是引起等效离散的主要原因，提出了计算等效离散系数的实用方法，并对负离散问题进行了讨论。     

机械密封冲洗液限流器的试验研究

用水、煤油、机油及柴油先后对孔板、喷嘴、弯头、限流管和限流阀等五种型式限流器进行了试验，得出一些规律和可供限流器设计和使用时必要的性能和设计数据。从流动角度来看在相同口径下孔板的流量系数最大，限流管的流量系数最小．喷嘴、弯头和限流阀等的流量系数居中；从使用角度来看，限流阀简便、使用灵活，可以调节流量和控制工况，而限流孔板最复杂、易堵且不可调节与控制工况。     

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．     

某电站进水口体型优化水力学试验研究

文章采用1∶30水工模型试验,研究了某电站进水口前流态、漩涡特性、进口段水头损失、沿程时均压力特性及过栅流速等。试验结果表明:在电站正常运行库水位范围内,进水口前未出现影响机组正常运行的有害漩涡,进水口及拦污栅结构体等设计合理;拦污栅结构体至进口渐变段末端的水力损失系数为0.122,在机组引水流量为900m3/s条件下,进口断面的局部水头损失为0.246m;进水口有压管段顶面和侧面的时均压力梯度均较小,检修门井及快速闸门井内的水面波动最大值为0.09m,说明有压进口段的体型较好;拦污栅断面的流速及分布特性随机组运行时库水位的变化而变化,最大过栅流速约为2.1m/s。