掺气分流墩射流消力塘压强特性的研究

通过模型试验研究了掺气分流墩射流消力塘的压强特性,得出了时均压强和脉动压强沿消力塘的变化关系及最大压强系数随淹没度增大急剧衰减的规律。试验表明,当临界水跃时（淹没度σ＝１）,消力塘的脉动压强最大。试验还对脉动压强的功率谱、消力塘下游最小水深进行了研究。该研究可供工程设计时参考。     

掺气分流墩台阶式溢洪道的水流流态和流速特性

通过模型试验，研究了掺气分流墩台阶式溢洪道的流流态和流速特性。结果表明：此种消能工能改善台阶式溢洪道的水流流态，大幅度地减小水流流速。在试验范围内，掺气分流墩台阶式溢洪道的流速较相应光滑溢洪道减小了18．4％－68．3％，较相应的台阶式溢洪道降低了6．8％－54．0％。     

空中掺气水舌运动轨迹及射距

研究了空中水舌视为水气两相流在重力和空气阻力作用下的抛射运动。给出了掺气水舌运动轨迹方程、水平射距公式以及掺气水舌的入水角、入水速度和曲线长度表达式。文末进行了工程实测资料与计算对比,结果表明:建议公式的计算值与原型观测值甚为接近。     

掺气分流墩墩头动水壁压及空化特性研究

本文通过系列比尺模型研究了中、低佛氏数下掺气分流墩墩头动水壁压及空化特性，得到墩头时均和脉动壁压的分布规律、脉动壁压概率分布及墩头初生空化数等。研究结果表明，墩头脉动壁压概率分布服从正态分布；在墩后充分供气时墩头不产生空蚀及共振破坏。     

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。     

侧掺气空腔长度计算

对泄水建筑物过流面进行掺气是一种有效的减蚀措施.采用常规的底部掺气设施后,泄水建筑物下游侧墙仍易发生空蚀破坏,其主要原因是边墙存在掺气盲区.在底掺气的基础上设置侧掺气坎,形成较小的侧空腔能明显提高下游近壁掺气浓度,有效消除原掺气盲区.影响掺气设施掺气效率的一个重要设计参数就是空腔长度,对侧空腔长度尚缺乏计算方法,它的形成机理与底空腔不同.本文笔者通过考虑影响侧空腔长度的结构参数和水力学参数,导出了一种近似计算侧空腔长度的计算方法.     

掺气减蚀槽的消能效果

试验证明设掺气槽后消能作用增加主要表现在：增加泄流沿程消能效果，降低挑流出口流速系数 值，挑距缩短，增加空中扩散消能作用，挑流水舌入池尺度加大，入池水流的能量集度减小。并首次提出了设掺气槽后消能作用增强的计算公式。     

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。     

高拱坝深孔窄缝挑坎水舌空中运动特性及抛距计算

窄缝挑坎应用于高拱坝深孔后,其出射水流内外缘抛距是确定拱坝下游消能水垫塘长度的重要依据.结合窄缝挑坎应用于高拱坝深孔后的水舌空中运动特性,依据几何相似原理和自由抛射体运动原理,建立了其内外缘抛距的计算方法,计算结果同模型试验结果吻合良好.     

掺气挑坎下游气泡输移的研究

本文采用理论分析、数值计算和试验相结合的方法,对斜坡挑坎空腔下游气泡输移问题进行了研究,斜坡挑坎是掺气减蚀中体型简单应用普遍的一种措施,实际的掺气浓度分布与本文计算结果比较吻合.     

互通立交匝道平曲线内侧停车视距检验与改善

在互通立交匝道平曲线内侧设置护栏,减小了匝道视距横净距,导致运行车辆停车视距不够,威胁行车安全,应将护栏视为视线遮挡物,并进行运行车辆的停车视距检验。可通过匝道视距横净距的计算方法,由已知的横净距,计算出汽车行驶轨迹半径;根据匝道设计速度、实际横净距、停车视距等,计算出匝道在不同设计速度条件下满足视距要求的临界圆曲线半径,并按一般地区对应的停车视距计算确定匝道横净距。已建成的互通立交,若匝道平曲线半径未达到临界值要求,应采取加宽硬路肩、外移护栏等视距改善措施,加宽横净距,或将行驶速度按低一级的设计速度进行合理限制,以提高行车安全性。     

射流角度对流体控制矢量喷管的影响

采用基于雷诺平均的三维N-S方程和RNGk-ε湍流模型对某型喷管射流注入时的全流场进行了数值模拟,计算结果和试验数据符合良好。为研究射流注入角度对喷管流场的影响,数值模拟了9组射流角下的喷管流场,计算结果表明:射流垂直壁面注入时产生的推力矢量角最大,逆流注入气流对喷管流场的改变要明显大于顺流注入气流的影响,但产生的损失也较大。     

基于合成射流的高空飞艇分离流控制

采用数值模拟方法研究了基于合成射流技术的高空飞艇流动控制方法。将合成射流装置安放在飞艇表面,靠近分离线处,并沿分离线布置,通过合成射流口吹吸空气产生涡流,并将其注入边界层内来达到延缓流动分离,进而达到减阻和大迎角阵风减缓的目的。研究首先利用对原始飞艇进行仿真,找到分离线的位置,进而研究了合成射流口出射速度幅值不同时飞艇阻力系数的变化,并以此来分析合成射流的流动控制效果。结果表明,射流口吹吸速度幅值越大,时均减阻效果越好,但射流的能量消耗也越大,气动力的脉动幅值也大。在扣除合成射流本身的能量消耗影响以后,最优的时均控制效果发生在迎角30°左右。研究结果显示,合成射流可以用来降低飞艇小迎角下的巡航阻力,也可以用来控制大迎角情况下的瞬态气动力,从而作为阵风减缓措施。     

油-气-水三相流水平井携液临界气量计算方法

川西中浅层水平井不同程度产液,当气井积液时,需实施泡排等工艺技术排液后才能稳产,而判断积液最简单的方法是计算气井携液临界气量,气井携液临界气量计算常用液滴或液膜模型,此两种模型均基于液滴或液膜反转作为判断积液标志而建立,应用结果与实际符合率较低。针对以上问题,开展了水平井积液规律模拟实验及相关模型研究,结果表明,液滴或液膜反转时,井筒均未积液,以液滴或液膜反转判断积液建立的模型计算的积液时间比实际偏早,进而基于实验现象,分析气体带液能力,建立新的气井积液判断标准;倾斜段携液临界气量随井斜角度的变化先增加后减少,40°时携液临界气量最大;基于实验测试数据,考虑含油率、井斜角对携液临界气量的影响,建立了携液临界流量计算模型,应用于中浅层水平井油-气-水三相流井筒积液判断,符合率91.4%,在同类气井具推广应用价值。     

Research on the Pressure Behaviors of Jet Flow Energy Dissipation Basin by Aerated Flow Splitting Piers

Through model tests, the pressure strength behaviors of jet flow energy dissipation basin by aerated flow splitting piers are studied thereby obtaining the varying relations between the time-averaged pressure and fluctuating pressure along the energy dissipation basin as well as the sharply weakening laws of pressure strength coefficients with an increase in inundation degrees. The tests indicate that when the critical water fluctuates (inundation ratio σ=1), the fluctuating pressure strength of energy dissipation basin is the biggest. Also, the pressure spectrum of the fluctuating pressure strength and the mini-water depth of the downstream of energy dissipation basin are studied via tests.     

矩形分流墩墩体壁压特性及其空化研究

通过系统的模型试验研究了中，低佛氏数下急流越过矩形分流墩，墩后通大气的情况下，墩体壁压及其空化可能性，得到了墩顶挑射流态下，墩上游和墩体壁压分布规律；分析了墩体阻力系数与相对墩高，收缩比及控制断面佛氏数的分布规律。试验结果证明，当墩后充分供气时，墩体产生空蚀的可能性极小。     

水平井轨迹“曲率─井斜角”控制方法研究

提出了水平井轨迹“曲率－并斜角”二段控制方法，即以初始控制点为起始．点，控制段终点为目标点，用两种造斜率控制井段，根据造斜特点决定中间点的井斜角大小，找出二造斜段的配伍曲率，从而满足控制要求．文中给出了中间点的选择和控制段的确定方法，并对塞平－１井作了实例分析．结果表明，该方法简便，灵活，实用性强．     

水平气井井筒气液两相流型预测

准确判断产水水平气井井筒流型是预测其井筒压降、合理制定排水采气方案的关键。水平井沿流向井斜角从90 °到0连续变化,目前尚无描述水平井两相流动的统一流型图,只能分别采用描述水平管、倾斜管和垂直管的3个流型图来分段处理,各流型图实验条件差异大;且产水气井日产水量极小,气液比极高,易超出工程常用气液两相管流流型图的坐标值范围,导致其预测结果误差大。为此研制了水平段-倾斜段-垂直段的水平井空气-水两相流动模拟实验装置,考虑产水气井特高气液比的特点开展了7组管斜角641组水平井气水两相管流流型实验,归纳水平气井的5种流型及其典型特征。引用Duns&Ros定义的无因次气液速度准数,增加管斜角为X轴,绘制了描述水平气井气液两相管流的三维流型图,给出了BP神经网络模型预测水平气井井筒流型的方法。川西气田20口水平气井测压数据验证表明,该流型图预测正确率达90%。