拱坝坝面动水压力的加权余量解法

本文假定库水为无粘性的不可压缩流体,将坝-水系统作为三维问题.利用加权余量法给出了一种求解拱坝坝面动水压力的计算方法.文中研究了矩形河谷上拱坝坝面动水压力的分布规律,并讨论了河谷宽高比和拱坝中心角等因素对坝面动水压力的影响.算例结果表明,本文所建议的方案简便易行,计算效率高,是求解拱坝坝面动水压力的一种较好方法.     

基于SBFEM的坝-库水相互作用分析

将W o lf和Song提出的比例边界有限元法(sca led boundary fin ite e lem en t m ethod,简称SBFEM)应用于坝-库水相互作用分析.在库水不可压缩假定的前提下推导了坝面动水压力与附加质量矩阵的基本方程.二维重力坝和三维拱坝坝面动水压力的算例表明,与有限元法比较,SBFEM计算精度明显提高,同时由于具有降维的特点,计算工作量也在很大程度上有所节约.还分析了库底和水面坡度变化以及水库边界形状适当变化对动水压力分布和数值大小的影响.结果表明,一般情况下水库边界的变化对动水压力的分布形状基本上不发生影响,对动水压力数值大小也影响不大.     

丁坝回流区水流紊动强度试验

丁坝是一种河道整治及护岸工程的设施。为研究丁坝回流区水流的脉动特性和冲刷机理,对玻璃水槽内丁坝回流区水流进行了测量。用三维激光颗粒动态分析仪(3D-PDA)测量三维脉动流速。分析了丁坝后3个流区(主流区、回流正流速区和回流负流速区)的紊动强度。结果表明:丁坝后回流区纵向紊动强度明显增强,且回流正流区大于回流负流区。主流区、回流正流速区和回流负流速区的3个流区纵向紊动强度均以对数形式沿程减弱,至回流结束一段距离后恢复到无丁坝状态。     

汾河三坝灌区浅层咸水利用的试验研究

山西省汾河三坝灌区淡水资源短缺,是农业生产发展的制约因素。三坝线层地下咸水灌溉试验（１９９０～１９９５）的研究结果表明,利用３．０～５．１ｇ／ｌ的咸水灌溉小麦、玉米、棉花和高梁,均比不灌的增产３０％以上;在春季河灌和汛期集中降雨淋洗的条件下,作物根层土壤不积盐;实行咸淡水轮灌,增辟水源,改善水质,可获作物增产。     

库水中淤沙对刚性坝的动水压力影响

用水位移有限元分析库水底部含有淤沙对刚性坝动水压力的影响。将淤沙作为弹性材料,对材料参数和不厚度淤沙对动水压力的影响进行了详细的讨论。     

侧向进水前池水流特性的试验研究

侧向进水条件下的前池水流将形成螺旋流和回流.实验丧明,影响螺旋流强度的主要因素是侧孔孔高与水深的比值;影响前池内侧回流长度的主要因素是引渠宽与前池宽的比值和侧边进口宽与前池宽的比值.在各种改善水流措施中加设导流墩和潜墩效果显著,可以使前池因测向进水引起的不良流态得到改善.     

对挡土墙折线型墙背上主动土压力的研究

基于土的塑性及上限分析理论,考虑墙后为粘性土或无粘性填土的情况,对折线型墙背上的主动土压力问题进行了较为系统的研究,并给出了算例     

一般库底条件下刚性坝面的动水压力

本文从弹性应力波的角度出发,推导了部分库底吸收条件下,各种刚性坝面动水压力的频率特征方程、配点方程及求解刚性铅直坝面动水压力的近似公式;并反演出各种情况下统一的库底边界条件及各种具体表达式。通过数值算例,讨论了一般库底条件下各种刚性坝面动水压力的一些重要特点。     

侧壁射流对突扩通道流动特性的影响

讨论了垂直于突扩通道主流方向的侧壁射流对壁面压力系数、传热系数及主回流区长度的影响．采用标准κ-ε双方程湍流模型，对侧壁射流突扩通道中的流场进行了数值模拟，计算结果表明，侧壁射流位置越靠近入口，主回流区长度越短，最大压力系数位置前移，其数值增大，局部表面传热系数也增大．根据计算结果，拟合出了当侧壁射流速度与突扩通道入口平均流速之比等于2．0时，主回流区长度与侧壁射流位置的关系式。     

渗流切向水流耦合作用下多孔介质水动力试验

研制专门的渗流-切向水流耦合作用实验装置,对均匀球体构成的多孔介质进行了法向渗流作用下表层孔隙水动力试验,探讨了水深和渗流强度对多孔介质孔隙内水动力的影响,试验结果表明,孔隙中动水压力与紊动强度远小于顶层球体以上的主流区;渗流强度与孔隙内水体渗出速率呈正相关关系;孔隙内紊动强度、动水压力随孔隙所在深度的增大而逐渐降低,且降低幅度逐层减小;渗流条件对相同位置孔隙的侧向动水压力的影响不显著.     

流态软土管道流动性质试验研究

在工程中,流态软土常常需要通过管道输送,然而人们并不清楚流态软土管道流动的力学性质。以毛细管试验仪为原型,设计了适合研究软土管道流动特性的仪器,研究了软土含水量、管道长径比、流动速度以及停滞时间对软土管道流动性质的影响。结果表明:同一长径比管道中,随着含水量增大,软土的剪切应力减小、流动性增强;当含水量大于一定值之后,剪切应力几乎不变;随着剪切速率增加,剪切应力变大,但最终会趋于平稳。同一剪切速率下,随着管道长径比增大,剪切应力显著增大。软土在管道中的停滞时间越长,再次启动输送时软土受到的阻力就越大。     

低渗气层气体的渗流特征实验研究

通过大量的岩心实验，研究了陕甘宁中部低渗气田某储层岩心中存在残余水时气体的渗流规律．研究表明，低渗岩心中气体的流动存大多种渗流形态，这与低渗岩心的渗透率、含水饱和度以及压力梯度的大小有关．当含水饱和度较低时（小于３０％），仅在一定的压力梯度范围内存在达西渗流．当含水饱和度较高时（大于３０％至束缚水饱和度以下），气体的渗流存在非达西渗流的现象．这种非达西流动表现为在较低的压力梯度下为非线性流动，而在较高的压力梯度下为线性流动，即气体的视渗透率随压力梯度的增加而增加，至一定值后，视渗透率基本保持不变，但此时气体的流动规律同达西线性流相比，气体的流动存在附加压力损失．文中还初步分析了低渗岩心中气体流动存在多种渗流形态的原因及其存在的范围．     

水平管内气液两相流影响滑脱损失的实验研究

为了探究滑脱损失在气液两相流中对压降存在的影响,从而进一步减小滑脱带来的损耗,本文通过利用多相流实验设备,采用水-空气为流动介质,对水平管条件下的气液两相流中的滑脱损失进行了实验研究。在采用杜克勒Ⅰ法无滑脱压降模型的理论基础上,结合实验所得数据,利用滑脱密度、滑脱压降和滑脱压降比三个参数分别对不同管径、不同液相表观流速以及不同气液比条件下的滑脱损失进行了分析。结果表明：在相同气体表观流速条件下,最大滑脱损失会随管径的增大而增大;当气相表观流速一定,液相表观流速越大时,滑脱损失在管线的整体压降中产生的影响越大;在液体表观流速不变,气液比改变时,可根据滑脱压降大小判断滑脱损失影响;水平管中滑脱损失变化与滑脱密度之间没有明显的关联性;水平管中段塞流型相较于层状波浪流会产生更大的滑脱损失。以上结论可为工程设计、实践提供参考。     

低渗透油藏非线性渗流实验研究

流体在低渗透岩心中的渗流不再符合达西定律,存在启动压力梯度,并且渗流曲线不再是一条直线.为了更精确地描述非线性渗流曲线,对已有实验在驱替与计量方法上进行了改进.使用改良后的实验装置,研究了膨胀性黏土矿物含量较高的砂砾岩在低流速下的渗流特征.实验曲线不通过原点,在压力梯度轴上有正截距,并且存在上弯与下弯两种形态.低渗透储层岩石喉道微细、强非均质性是非线性渗流产生的原因,并且储层岩石的特性也对非线性有一定影响.实验所采用岩心伊蒙混层以及伊利石等膨胀性黏土矿物含量高,对储层的有效渗透率影响较大.利用带喉道半径的渗流模型理论,从黏土膨胀性角度对产生非线性渗流曲线不同形态的原因进行了初步探讨.结论认为,上弯形渗流曲线之所以存在,是由于黏土膨胀减小了岩心中渗流的喉道尺寸,而使得渗流过程中流速损耗,同时也增大了启动压力梯度.     

气固两相流绕流螺旋翅片管的实验研究

应用三维颗粒动态分析仪(PDA)对气固两相流绕流螺旋翅片管进行了实验研究.实验采用的颗粒为玻璃飘珠,对翅片间的速度和颗粒密度分布规律进行了测量.结果表明:在翅片之间,固相颗粒密度分布呈抛物线形规律性分布,即在远离翅片的中心区域颗粒密度较大,离两侧翅片较近的区域颗粒密度逐渐减小,近翅片区域颗粒密度要比中心区域小很多;主流速度也呈现类似规律.颗粒密度和速度的这种分布规律降低了固体颗粒对翅片壁面的撞击能量,从而减轻了翅片和基管的磨损.实验数据表明,螺旋翅片的导流作用使得迎风面的滞点处产生了轴向速度,这和光管有着本质的区别.     

涡轮叶片有侧流扰流柱通道流动的实验研究

对有侧流梯形扰流柱通道端壁的静压分布和压力系数进行了实验测量。研究了不同的雷诺数和侧向出流比的情况下,各种因素对压力系数的影响。结果显示:①侧向出流比(C)小于1时,端壁表面静压沿径向变化较小,在实验段入口和出口处较大,在中间段略低;在弦向方向上,静压变化相对较为剧烈,从通道左边到右边的弦向出口,静压分布趋势是递减的,在通道扰流柱左边压力变化梯度较小,通道右边弦向出口附近压力变化梯度较大;②C为1时,端壁静压的变化主要集中在弦向方向上,变化趋势与结论1一致;③压力系数随雷诺数的增加而降低,但是变化幅度相对较小;压力系数随着侧向出流比变化相对较大,压力系数随着侧向出流比的增大而减小。     

透水丁坝下游流场初步探讨

本文应用流体力学的基本理论对透水丁坝下游流场进行了初步探讨.采用摄动方法,从量级的概念上考虑了基本方程的非线性质VU/y,求得了汇合流混合区的流速分布公式3-21.试验表明:公式3-21运用于宽浅明槽中的非淹没短透水丁坝下游流场计算时,其理论计算值与试验值比较吻合,且比普通的尾流公式更近于试验结果.本研究为探索透水丁坝下游流场提供了一条途径.     

大负冲角下叶栅二次流特性的可视化实验研究

用表面油膜法在大负冲角下对透平叶栅的不同栅距、不同进气压力下的流场二次流特性及其涡系结构进行了可视化实验研究,分析了各个工况下叶栅端壁及叶栅型面的流动,揭示了在不同栅距及不同进气压力下叶栅的二次流特性,有助于对叶栅二次流在不同情况下的变化规律及其损失产生的原因作进一步的了解,文中观察到的流动现象是对以往叶栅二次流模型的补充和完善．     

球团竖炉内气流运动规律的实验研究

根据相似原理建立"导风墙-烘干床"式球团竖炉冷态模型实验台,根据实验数据绘制流网图,从而判断竖炉内气流分布状况,得到竖炉操作参数对炉内气流运动的影响规律:竖炉结构参数一定,流入风量比k决定着气流分布:当流入风量比等于临界风量比时,焙烧风和冷却风分别全部流入焙烧带和导风墙内,此时,竖炉处于临界工况;由临界工况开始增加焙烧风或减小冷却风,则开始有焙烧风下行进入导风墙,且k愈大,下行的焙烧风量愈大;由临界工况开始减小焙烧风或增加冷却风,则开始有冷却风上行进入焙烧带,且k愈小,上行的冷却风量愈大;上行冷却风和下行焙烧风中只有一种情况发生或均不发生·     

变工况下管内两相流与传热特性研究(Ⅰ)

作为变工况下管内两相流与传热特性研究的实例,本文研究了热力发电厂除氧器滑压运行过程中的动态特性,分析了滑压运行时除氧器需要的安全余量达到最大值所需的时间,推导出最大安全余量的计算公式,计算过程中考虑了下降管中汽液两相流的存在,并以均相流模型计算了下降管中的压降,所得结果不但具有理论意义,而且可供热力工作者在设计和运行时参考。