波流对不同淹没深度水平圆柱的载荷分析

通过试验和数值模拟相结合的方法对水平圆柱与波浪、波流相互作用的问题进行研究.首先,在循环水槽中开展了波流与水平圆柱相互作用的试验,试验中分别测量流、波浪以及波流对不同淹没深度的圆柱的水平和垂直作用力.其次,采用RANS方程对部分试验工况进行数值模拟,并对波流与圆柱相互作用过程中自由面的变化以及波浪的反射情况进行分析.接着重点讨论圆柱所受波流作用力的峰值随圆柱淹没深度的变化规律,并将试验测量的受力峰值与Morison公式计算的理论值进行对比,发现波浪的反射和阻塞效应对波流作用力的峰值具有显著的影响.结果表明,波浪的反射作用使受力增加,波浪的阻塞效应使受力减小,而圆柱的受力峰值取决于这两者的相对强弱程度.在波浪反射和阻塞的共同作用下,圆柱的受力和Morison公式计算结果相比,在部分淹没和完全淹没状态下表现出不同的特性.     

改进的全水深非线性波传播模型及其模拟

在长波上非线性重力表面波传播数学模型基础上建立了保留三阶项的数学模型及其求解模式.该三阶模型能考虑波浪频散性、非线性、波浪破碎和摩阻能耗等因素的影响,进行全水域的数值模拟.采用椭圆浅滩地形和单坡地形进行验证,验证结果表明:该三阶模型在椭圆浅滩地形上比二阶模型和线性近似模型更接近试验结果,体现出该三阶模型在联合折射-绕射中的非线性作用;而在单坡地形上结果与二阶模型相当,能较好体现浅水非线性特征及破碎过程,其对应的低阶线性模型模拟的波高明显偏小.     

局部浅滩上波流的共同绕射

利用格林定理和移动脉动源建立了一个积分方程方法 ,并利用高阶方法对积分方程进行了离散和求解 ,用于计算波浪和水流在浅滩上发生的绕射现象 .作为算例 ,应用这一方法对波浪在回转抛物形浅滩周围和流场作用下的波高分布做了计算 ,得到了水流对波浪绕射的影响关系 ,其计算结果可作为其他流场中波浪绕射的简化数值模拟方法的比较基准     

三维无反射数值波浪水池及波浪与结构物相互作用的模拟

基于不可压缩黏性流体的N-S方程,采用质量源造波法建立了三维无反射数值波浪水池,并成功地模拟了波浪与浮体的相互作用问题.该数值水池中间为质量源造波区和工作区,两端为消波区,以避免由边界引起的二次波浪反射.数值模拟规则行进波传播,波浪与贯底直立墙壁、矩形浮体、多浮体相互作用,并与边界法数值水池造波以及相关理论、试验结果进行了比较.研究表明,质量源法数值水池较好地模拟了波浪传播及在结构物前形成的驻波,克服了边界造波法无法消除二次反射波的困难,体现了无反射数值波浪水池的效果.采用数值模拟研究了波浪与并排旁靠的Wigley船和矩形驳船在不同频率波浪作用下的水动力性能,各频率上浮体所受的波浪力计算结果和试验值吻合良好,在共振频率附近比势流结果更为准确.     

潮汐风暴潮中波浪对表面风应力系数的影响

利用依赖波浪成长状态波龄在表面风应力作用下的潮汐风暴潮数值模式,对渤海2个风过程个例引起的水位做了数值模拟研究,并给出了波浪作用下表面风应力系数大小的定量计算.个例1数值模拟结果表明,在最大风速时,考虑波浪作用的表面风应力数值是不考虑波浪作用时的1.5倍;相应的水位比不考虑波浪作用时的结果增大16 cm,与实测值更加吻合.个例2的计算结果也得到了类似结论,表明在进行潮汐风暴潮数值模拟时,必须考虑波浪的作用.     

深水Boussinesq方程数学模型建立与验证

通过引入四参数和非线性浅水方程至Kennedy等人推导的二阶全非线性Boussinesq方程中,改善了原方程的色散和变浅性能,并通过新方程建立适合较深水域的近岸波浪场数学模型,模拟了椭圆形浅滩地形上的波浪传播变形,从数值结果和试验结果的比较上看,该模型可以很好地模拟近岸波浪场的实际问题。     

离岸式振荡水柱串联气室三维仿真分析

振荡水柱(oscillating water column,OWC)波浪能采集装置气室结构优化对波浪能采集效率具有重要意义,采用计算流体动力学分析(CFD)技术研究了气室尺寸和结构的优化问题。应用FLUENT软件水质点造波法和动量源项消波方法建立基于线性波浪理论的三维数值波浪水槽。模拟在周期T=3.5s波浪下对单气室尺寸优化,在此基础上建立三维双气室和三气室串联模型研究各气室内水动力变化规律。结果显示:在一定尺寸范围内增大气室开口以及合适的气室高度可增大气室波浪振动幅度,提高波能转换效率;串联气室中,先与波浪发生作用的气室比后与波浪发生作用的气室水动力性能好。     

山区库岸滑坡涌浪的物理模型与数值模型试验研究

山区库区高边坡由于其复杂和极其不稳定的地质条件,在外界不利因素影响下其地质体容易失稳并快速滑入水库形成对库区沿岸及下游大坝具有严重危害的滑坡涌浪.本文在某一山区库区物理模型的基础上建立三维滑坡涌浪数值模型,分析和研究滑坡涌浪形成与传播过程以及滑坡涌浪与下游重力坝的相互作用机理,同时通过水工物理模型试验来验证数值模拟的精度和可行性,为后续进行复杂山区库区滑坡涌浪数值模拟相关研究工作提供经验.结果表明：在与物理模型相同工况、设计条件下,数值模拟方法分析所得结果均与物理模型试验的实验结果基本一致,表明了该数值模拟方法可以较好地研究山区水库涌浪形成和传播的过程以及大坝和涌浪的相互作用;在涌浪传播形成和传播过程中发现对岸爬高要比侧岸爬高的数值要大,波浪爬高并不因为滑坡体入水角度的增大而增大,而是有个最大危险角度;涌浪在经过第一个弯道之后,高度会有一个增高的趋势,当涌浪传播至第二个弯道时,转折点前后的涌浪高度的变化不大;3号监测点的水压力在60°工况条件下最大;滑坡涌浪在传播至水库坝前时,涌浪高度变化呈波浪状;波峰时的涌浪所形成的坝前水压力最大.     

考虑转捩的SST模型在冲击射流传热中的应用

针对基于RANS方法的湍流模型对冲击射流传热中难以准确预测的问题,基于SST k-ω模型耦合Kato-Launder模型和间歇性湍流模型,提出了一种考虑转捩的SST湍流模型用于射流传热中的数值模拟研究。在冲击距离H/B=4、雷诺数Re=20 000的情况下,通过将传热和平均速度两个方面的数值计算结果与实验数据以及其他数值计算结果作对比,表明建立的数值模型方法准确地预测了努塞尔数的分布及其第二峰值的位置和流场结构。在此基础上研究了冲击距离分别为2、4、9,Re=20 000时沿壁面的压力分布和努塞尔数分布的情况,发现当H/B≤4时,下游压力沿着壁面逐渐增大,此时努塞尔数第二峰值的特征明显;当H/B=9时,下游压力几乎不变,同时努塞尔数第二峰值消失。结果表明,第二峰值与逆压梯度存在着一定的联系。     

数值波浪水槽造波技术及工程应用研究

本文在充分了解数值水槽模型、数值造波、消波理论基础上,不仅分别利用设置造波边界法和质量源项法在Fluent软件中模拟出较为有效的线性波和弱非线性的二阶Stokes波,还将建筑物添加到所构造的波浪数值水槽中,利用波浪数值水槽不拘泥于特定波浪的特点,按照有已知实测资料的波浪和建筑物相互作用的波浪水槽进行建模,提出了适合不同建筑物和不同造波方法的网格构建方法,优化了水槽的构建,并验证了水槽的有效性,最后分析了两种方法的优缺点及适用性。本文研究成果为波浪与建筑物相互作用的深入研究奠定了基础。     

伊拉克HF油田Mishrif组厚壳蛤滩相储层沉积与早期成岩特征

通过岩心观察、薄片鉴定、同位素和微量元素分析,研究伊拉克HF油田Mishrif组富厚壳蛤层MB2-MC1层的沉积微相和早期成岩特征。结果表明,Mishrif组MB2-MC1层发育在开阔台地-台地边缘相。富厚壳蛤层中发育2期厚壳蛤滩以及2套含厚壳蛤风暴层。厚壳蛤滩沉积在台地边缘,Sr/Ba比值为5.74,高于2套开阔台地沉积的风暴层。厚壳蛤滩的发育特征有别于厚壳蛤礁,无原地生长特点,同沉积破碎严重,以厚壳蛤砾屑灰岩、厚壳蛤颗粒灰岩和泥粒灰岩为主要岩相,与开阔台地潮下浅滩交互沉积。同生期厚壳蛤滩相的暴露导致早期大气淡水淋滤作用较强,而胶结作用较弱,形成以粒间孔、粒间溶孔、溶洞、溶缝为主的储集空间。     

建南构造晚二叠世长兴期点礁和滩的高精度层序地层与储层评价

湖北利川的建南构造上二叠统长兴组长二段台地内的点礁和滩相沉积,为晚二叠世鄂西和川、渝东开阔台地内礁、滩的典型代表,其生长、发育受控于相对海平面变化.以薄片鉴定、钙镁分析和电测资料分析入手,将海平面变化与礁、滩体的沉积过程进行综合分析,可从长二段划分出2.5个四级沉积层序.在长二段礁、滩形成机理的系统研究基础上,指出礁、滩是在开阔台地上相对高的丘状隆起基底上发育起来的;白云岩化研究的结果,表明礁、滩的白云岩化和储层孔隙的发育与高位期的间歇性暴露与混合水作用有关.由于海平面变化的幅度较小及持续的时间较短,使得台内礁、滩的间歇性暴露时间较短,白云岩化强度不一,从而造成了礁、滩储层严重的非均质性.     

洞庭湖区季节性河流浅滩航道整治方法初探--以安乡至茅草街航线七星堆滩整治为例

安乡至茅草街航线位于洞庭湖区长江分洪道凇滋河与虎渡河会流后的尾闾段,该航线为季节性河流．此类河流浅滩来水来沙条件及演变规律均与一般平原河流浅滩明显不同．涨水期河段输沙顺畅时,浅滩主流以冲刷为主;周边河流涨水及洞庭湖水位普遍抬高的滞水期,浅滩发生淤积．以七星堆滩为典型,归纳了针对该类浅滩在挖横布置及整治建筑物方面的设计原理,总结了该类滩险航道整治的设计思路、整治原则和方法．     

温州湾水流及其与地形的关系

本文采用二维显式有限元方法数值模拟了温州湾内的流态及其变化,并在此基础上,根据温州湾的地形特点分析探讨了温州湾水流变化与湾内地形之间的关系。灵昆浅滩和霓屿山仰舌沙咀在水下的相向延伸,将温州湾分为南北两片,有利于温州湾联岛工程坝轴线的确定。温州湾北片是冲淤变化最活跃的地区。由于瓯江北汊落潮槽与东口涨潮槽方向并不一致,错开处发育的沙洲（中沙、腰子沙等）,沙洲位置随瓯江南北汊水量分配情况而定;北口对瓯江     

元坝地区长兴组沉积特征及对储层的控制作用

元坝长兴组海相气田为中国埋藏最深、以台地边缘礁滩相储层为主的大型礁滩岩性气田,沉积特征对其储层
的发育具有明显的控制作用。但前期主要以沉积的宏观控制作用及静态研究为主,针对沉积对储层控制作用有待深
入研究的客观实际,开展了沉积相划分、展布、迁移、模式及演化等方面的精细研究,对元坝长兴组沉积特征采用地
质、测井、地震联合研究,发现元坝长兴组主要发育6 类沉积相、11 种沉积亚相及10 种沉积微相,其中台地边缘生物
礁相和台地边缘浅滩相分别控制了生物礁和浅滩两套主要储层的生长发育,两套储层分别分布于III 级层序高位体系
域礁、滩相带中,同时储层具有早滩晚礁、前礁后滩及向北东向迁移的发育特征,而在其沉积模式及演化规律的控制
下,长兴组储层生长发育模式主要可分为两类3 种生物礁储层和两类浅滩储层,总体上,生物礁储层较浅滩储层更优
质,礁带区相对于浅滩区油气更易高产富集。     

闽江口川石水道的水文泥沙特性及其内拦门沙成因分析

闽江口川石水道,口内段落潮流占优势,口外段涨潮流占优势,口门附近是落潮流优势向涨潮流优势转化的过渡地带。由于水流分汉、分歧、扩散、会潮以及盐淡水混合等因素的作用,口门附近水动力条件较弱。该水道在中潮位以下的低水时期泥沙运动活跃,河槽冲淤变化剧烈。在川石水道的口门上发育着拦门沙,堆积体部分处在口内,部分处在口外,两部分堆积体虽然相连,在外形上是一整体,并统称为内沙浅滩,但是口内外堆积体的形成发育过程有明显的差别。川石水道口门上的拦门沙实原上是由不同原因造成的两个浅滩的联合体。     

闽江口川石水道的水文泥沙特性及其内拦门沙成因分析

闽江口川石水道,口内段落潮流占优势,口外段涨潮流占优势,口门附近是落潮流优势向涨潮流优势转化的过渡地带.由于水流分汊、分歧、扩散、会潮以及盐淡水混合等因素的作用,口门附近水动力条件较弱.该水道在中潮位以下的低水时期泥沙运动活跃,河槽冲淤变化剧烈. 在川石水道的口门上发育着拦门沙,堆积体部分处在口内,部分处在口外,两部分堆积体虽然相连,在外形上是一整体,并统称为内沙浅滩,但是口内外堆积体的形成发育过程有明显的差别.川石水道口门上的拦门沙实原上是由不同原因造成的两个浅滩的联合体.     

仿生态鱼道出口衔接段管桩优化数值模拟

针对大藤峡水利枢纽建造生态景观湖+仿生态鱼道结合的新型鱼道中出口衔接段流速过大而不能满足鱼类正常生殖洄游问题,在出口衔接段设置多种不同直径圆形、方形梅花桩型式的管桩结构,并采用MIKE 3进行数值模拟。分析了4种管桩布置方案表、中、底层流速分布和每组管桩群后横断面的水力特性,结果表明,布设管桩结构后衔接段水流流态平稳,布置直径为0.25 m的圆形管桩和边长为0.25 m的方形管桩的两种方案下水流流速满足目标鱼类上溯条件;方形管桩的流速更低,更适宜鱼类上溯。出口衔接段设置管桩结构可以有效地改善水流流态和降低流速,在管桩后低流速区休憩的上溯鱼群可为上游生态景观湖添色。     

沿圆弧形路径积分的反射式超声层析成像方法及实验研究

讨论了近场及远场条件下沿圆弧积分的超声反射ＣＴ成像的重建算法,进行了计算机模拟成像,在此基础上,建立了一套超声反射ＣＴ成像系统,对部分样品模型进行了实验成像。     

内蒙阿南凹陷中生代储层沉积特征和地质模式

二连盆地位于内蒙中部,是中国陆地上11个大型沉积盆地之一。43个凹陷和21个凸起形成凹凸相间的构造格局,4个高产油田位于阿南凹陷中。有正常湖泊、冲积扇(锥)-沿岸水下扇、冲积扇-辫状河-扇三角洲、扇三角洲(沿岸水下扇)-湖底扇、风暴流-重力流、湖坪-砾屑浅滩、滨浅湖滩、沼泽化冲积平原-小型湖泊、火山喷发等9种沉积体系。其中沿岸滩坝、扇三角洲前缘和沟道浊积岩是主要含油气岩系。