弯道水流紊动强度

采用先进的三维声学多普勒流速仪对水力光滑壁面的弯道水流紊动特性进行了系统的试验研究，较为全面地测量了弯道水流的三维时均流速和脉动强度等．根据试验数据，探讨了弯道水流的紊动机理，分析了弯道水流的紊动特性，得出了弯道水流纵向相对紊动强度的数学表达式；同时还对弯道水流纵向、横向及垂向的紊动强度分布特点进行了比较．     

钝体尾流的双重小波包分解

根据湍流相干结构和非相干结构不相关的特性，提出了一种钝体尾流双重小波包分解的新算法，将湍流的运动分解成相干分量和非相干分量，该算法以湍流相干分量和非相干分量的相关系数作为迭代的控制指标，减小了过去算法中的随意性，用该算法对大长宽比的钝体尾流三维超声波流速仪测量数据的分析表明：1)钝体间距与宽度之比大于4时，钝体间的相互影响可以忽略不计；2)流线型的钝体尾流紊动强度较小。     

四棱台透水框架水动力特性试验研究

基于鱼礁概念,提出一种新型四棱台透水框架结构,并开展系列水槽试验,利用剖面流速仪ADCP(acoustic doppler current profilers)测量四棱台透水框架防护区周围流场结构,分析架空率对透水框架周围水流结构的影响,研究四棱台透水框架对防护区周围的水动力特性影响。试验结果表明:四棱台透水框架防护后水流上下速度分布差异更为明显,框架层流速显著减小,且流速减小幅度随架空率的减小而增大;紊动强度分布出现拐点,拐点位置与架空率具有明显的相关性,紊动强度随架空率的减小而增大;防护区内部近底处存在紊动收敛区域,其紊动强度随架空率减小而减小。     

潮流数值模拟中紊动粘性系数的研究

从流体运动基本方程出发，对Boussinesq假设的合理性进行了初步探讨，阐述了紊动粘性系数的物理含义及其在数值计算中所起的作用，就一内设正交丁坝的半封闭海域中的平面紊动粘性系数对二维潮流数值计算结果的影响进行了讨论。结果表明，平面紊动粘性系数对潮位和平均流速的影响较小；随着紊动粘性系数的增加，丁坝背流侧回波的强度和影响范围均明显增大，就风生流和环岛水流两个理论算例中的垂向紊动粘性系数对三维潮流数值计算结果的影响进行了讨论。结果表明，垂向紊动粘性系数越大，流速分层越不明显，流速的绝对值也越小；垂向紊动粘性系数的梯度变化则对水平流速的垂向分布起着决定性的作用。综合理论分析和数值试验的成果，垂向紊动粘性系数宜采用抛物线分布的结构型式。     

柔性淹没植被的排列方式对水流特性的影响

采用塑料草模拟河道中的柔性淹没植被,通过室内高精度水槽试验,用三维声学多普勒流速仪对同种淹没度、不同排列方式下柔性淹没植被的水流特性进行测量研究,得到柔性淹没植被时均纵向流速、垂向紊动强度、雷诺应力沿相对水深的分布特征.结果表明:在植被层外部,两种排列方式下时均纵向流速符合"J"形分布,垂向紊动强度、雷诺应力呈递增趋势,近似线性分布;在植被层内部,梅花形排列方式下阻水效应及雷诺应力较之矩形排列明显,矩形排列方式下垂向紊动强度较之梅花形排列剧烈.     

城市雨水口流场及紊动特性试验研究

基于具有上下两层结构的城市洪水综合试验平台,使用三维超声多普勒流速仪(ADV)测量较大水深条件下雨水口周边流速与紊动强度的三维分布.试验结果表明:当来流水深较大时雨水口中心会出现一地漏漩涡,来流与漩涡共同作用引起雨水口周边流速显著增加.漩涡中心处流速相对较大且流速纵向分量与来流方向相同侧平均流速大于相反侧,各试验工况条件下最大流速均位于雨水口下游边缘附近.雨水口引起的漩涡增大了水体的紊动强度,紊动强度的平面分布与流速平面分布较为类似,工况2条件下平均湍流动能由水槽进口处0.004m2/s2增加至雨水口下游边缘处0.145m2/s2.水体剧烈的紊动效应使底床摩阻的影响相对减弱,流速沿垂线呈常数型和线性型分布,不符合明渠水流对数型的分布特征.     

变流速比与宽度比条件下分汊河道分层流紊动特性

针对目前分汊河道分层流紊动特性研究的空白,通过物理模型试验探索分汊河道温差剪切分层流在不同上下层速度比与汊道宽度比影响下的紊动强度变化规律。结果表明:随着上下层流速比由大变小,汊道分层流发生从分层到混合的转捩。在混合流条件下,支汊沿程断面高紊动区由C形分布转变为倒C形分布,最终全断面紊动分布均匀;随着支汊宽度增大,高紊动区出现的断面位置呈现滞后性,且紊动能量值增大。其他分层流态条件下,强紊动能分布的范围和量值都有所变化。对于交汇口断面,对称汊道在断面中心处掺混剧烈,随着上下层流速比的增大,紊动能量值减小;不对称汊道出口断面紊动强烈区域向较窄的左支汊一侧移动,与岛屿尾尖位置密切相关。     

水平前向插入式流速仪对流速场影响的实验研究

前向插入式流速仪在工作时其探头会对待测流场造成干扰,该文对简化流速仪模型的干扰范围进行了测量和分析。简化模型仿毕托管(Pitot tube)形状,水平放置于明槽流场中,采用粒子图像测速(PIV)技术测得代表性平面瞬时二维流场。通过分析流场的沿程变化特征,确定了流速仪模型对其正前方水流的影响距离。实验结果表明:流向速度随距模型顶点距离的增大逐渐增加最后趋于来流速度,而水流的展向速度、紊动强度和雷诺应力(Reynolds stress)均随距模型顶点距离的增大而逐渐减小最后趋于稳定;流速仪对其前方水流的流速影响距离较大,对紊动强度的影响距离较小;流速仪对前方水流影响距离随模型直径增大而增大,在实验条件下,影响距离与模型直径成正比。     

紊动浮射流中的普朗特数取值研究

采用k-ε双方程模型研究存在浮力的传热流动问题时，数学模型中的参数-紊动普朗特数的取值大小对模拟计算的流速和温度分布存在不同程度的影响．本文在已有实验推荐的取值范围的基础上，采用圆柱轴对称坐标系下的k-ε模型，研究了不同紊动普朗特数取值对数值模拟结果逼近真实值的影响程度．研究得到紊动普朗特数取值的变化对轴线流速的大小和分布影响很小，即数值模拟得到的轴线上的流速仍能很好的预报出实验或真实流速值；但对温度分布影响较大，且紊动普朗特数的取值越小，数值模拟出来的轴线上的温度值与真实值相比偏小．得出了紊动普朗特数在大小不同雷诺数下的合理取值变化范围，其结论对采用数学模型研究各种复杂流动具有指导意义．     

明渠水流速度对自掺气发展影响的试验研究

采用针式掺气浓度仪对有压出口后明渠水流表面自掺气的发展过程进行了详细测量,研究了不同出口流速条件下掺气发展区的掺气浓度分布及其沿程发展变化情况,分析了流速对自掺气发展的影响。试验结果表明：随着出口流速的增大,相同断面处水流平均掺气浓度不断增加,掺气区向渠道底板扩展更加充分;在断面平均掺气浓度相同的条件下,水流速度越大,水体紊动程度越高,气泡向渠道底板方向扩散越明显。结合紊动扩散理论分析,认为流速对明渠自掺气扩散的影响包括提高水流掺气浓度和增大水体紊动扩散系数两个方面。     

基于相关测速法的热轧材速度测量

介绍利用相关技术对运动物体速度进行在线测量的方法和原理,通过巧妙地采集上、下游相关信号,计算出互相关信号峰值对应的渡越时间,间接测量出热轧材运动速度,并在实践中研制出非接触在线相关测速仪.该测速仪已在马钢热轧材运动速度测量中得到应用.     

用LDV测量旋转流场的窗口效应分析

在应用激光多普勒测速仪测量旋转流场时，如果测量窗口随着旋转流着一起转动，就会产生窗口效应问题，实验研究和理论分析表明，如果测量体积与测量窗口之间的距离太小，由由窗口旋转速度引起的多普勒信号就会进入测速仪的接收系统，该信号将干扰甚至掩盖流场速度信号而导致测速失败。     

PDA测试浮选柱液-气两相流中气泡的流速分布

采用ＰＤＡ两相流测速技术,对ＬＨＪ浮选柱下导管内液－气两相流中气泡的流速进行了测定,获得了浮选柱内液气两相流中气泡沿径向和轴向的湍流速度分布规律。测试结果证实了ＬＨＪ浮选柱内形成泡沫流时,下导管内气泡运动处于强烈的脉动状态,该结果为揭示其矿化作用机理,建立数学模型及放大提供了理论依据。     

圆柱型水槽内动/静叶相干非定常流动的实验研究

在不同的转速和动／静叶相对位置下，利用粒子图像速度场仪（PIV）对具有动／静叶的圆柱型水槽内瞬态流动非定常相干情况进行了实验研究，为了消除随机因素的干扰，实验采用锁相编码器技术和集平平均技术来处理实验数据，结果表明，圆柱型水槽内部具有较强的动／静叶相干现象，静叶区经常出现旋涡结构，通过集平均处理得到的某一转速及动／静叶相对位置情况下的速度矢量分布，可显示旋涡的位置随动叶和静叶的相对而变化，实验还发现，随着转速的升高，动／静叶相对位置对静叶区旋涡的影响变小。     

光栅法激光测速的研究

本文报告了关于光栅法激光测速的初步研究结果。文中阐述了利用透射光栅提取速度信息的原理,分析了差分型光栅测速光路系统的信号频谱,介绍了所使用的实验系统及信号处理方法,比较了光栅测速法与激光多普勒测速法的异同,给出了实验的结果。通过实验,成功地验证了透射光栅测速原理,证实了光栅法激光测速的优点及技术可行性。这种测速方法值得重视,应进行深入研究并使之仪器化。     

大孔树脂吸附分离紫苏茎总黄酮的工艺研究

考察了大孔树脂对紫苏茎提取液中总黄酮的吸附性能,优化了吸附工艺参数。首先对D-101、AB-8、DM130、ADS-7和ADS-17共5种大孔树脂的静态吸附量和解析率进行了实验,选择AB-8为最佳吸附树脂;静态吸附表明,3h内吸附即可达到平衡。还考察了上样速率、上样质量浓度、洗脱液乙醇质量分数和洗脱速率对分离的影响,结果表明优化的条件为:上样速率为1BV/h,上样质量浓度为0.15mg/mL,洗脱液乙醇质量分数为70%,洗脱流速为2BV/h。在此条件下,总黄酮洗脱率为93.56%,总黄酮纯度可提高4.5倍。     

展向和流向间距不同的粗糙元壁湍流ADV实验研究

为了揭示粗糙元对壁湍流的影响,采用声学Doppler流速仪(ADV)对布有展向或流向圆柱形粗糙元的壁湍流进行了实验测量。研究了不同Reynolds数下不同间距粗糙元对壁湍流流向平均速度和湍流度的影响。结果表明:在同一Reynolds数下,粗糙元展向间距为7倍直径时的壁湍流流向平均速度最小,湍流度最大。粗糙元流向布置的壁湍流流向平均速度随粗糙元间距的减小而减小,湍流度随粗糙元间距的减小而增大。相比流向粗糙元,展向粗糙元对湍流流动特性影响更大。研究结果对壁湍流流动控制和强化换热的工程应用具有指导意义。     

Planar Velocity Distribution of Viscous Debris Flow at Jiangjia Ravine, Yunnan, China： A Field Measurement Using Two Radar Velocimeters

Characteristics of planar velocity distribution of viscous debris flow were analyzed using the measured data at Jiangjia Ravine, Yunnan, China. The velocity data were measured through using two radar velocimeters. The cross-sectional mean velocities were calculated and used to examine Kang et al＇s （2004） relationship, which was established for converting the flow velocity at river centerline measured by a radar velocimeter into the mean velocity based on the stop-watch method. The velocity coefficient, K, defined by the ratio of the mean velocity to the maximum velocity, ranges from 0.2 to 0.6. Kang et al＇s （2004） relationship was found being inapplicable to flows with K smaller than 0.43. This paper contributes to show the complexity of the planar velocity distribution of viscous debris flows and the applicability of Kang et al＇s relationship.     

脉冲式半导体激光测速仪的研究

阐述了半导体激光技术发展现状，国内测速仪的应用现状、现有激光测速仪存在的弊端。提出了脉冲式半导体激光测速仪具体设计方案，对误差来源进行分析，并采用模数转换技术A／D电路来提高测速精度。     

动态触觉传感中基于垂直采样的速度求解方法

提出了在触觉传感器动态触摸物体表面时，只利用传感器信号本身求触摸速度的方法，该方法利用了不同学深度的触觉传感信号，并对该信号的时间频率和空间频率进行分析，根据它们的时空尺度变换特征求解速度，仿真结果表明，该方法可以对一定范围内的速度进行较精度地测量。