弯曲河流湍流结构动力演化特征

将弯曲河流中湍流结构看做一种扰动波,通过分析扰动波增长率的变化来研究湍流结构的动力演化特征.针对二维弯曲河流,采用流动稳定性理论与摄动法建立河流自然坐标下的湍流运动理论模式,运用差分法离散方程,利用Muller法进行特征值求解,进而分析弯曲河道二维湍流结构在不同弯曲度和雷诺数条件下的变化.结果表明,湍动能量主要由小尺度涡体结构产生的脉动来提供,小尺度涡体结构的演变比较剧烈,对河道弯曲度和雷诺数的改变也更敏感.另外,弯曲河道对拟序波有一定的选择性,也正是这些特征波的湍流结构促成了弯道的形成及保持.     

蜿蜒型河道特征与演变趋势浅析

影响蜿蜒型河道演变的因素是极为复杂的,现阶段还没有找到完整地描述自然河流河道变化过程的数学方程式,只能定性的描述和逻辑推理多于定量的数学公式的表达。由于平原蜿蜒型河道对水流阻力甚大,影响泄洪,对防洪也不利,因此需要对平原蜿蜒型河道演变进行分析,为河道整治、加强河势观测提供基础资料。     

长江（江苏段）贴体二维正交网格的生成技术

网格化是水质水文模拟的基础。本文将河流动力学中的河势概念,引入到河道二维网格生成方法研究中。通过Hermit三次插值函数生成的网格控制曲线和研究河段的河势相拟合,生成长江（江苏段）河势贴体二维网格。     

基于遥感的修河尾闾入湖口演变研究

本课题基于遥感技术进行"五河"尾闾河道和入湖口平面形态特征提取,监测河道岸线变化特征,研究入湖区域演变规律,并分析引起形态变化的主要因素。研究成果对信江周边区域的防洪安全、工农业生产和生活取水安全、区域经济社会可持续发展、水资源可持续利用、生态环境保护能起到理论与信息支持作用,可以为将来的河势控制、河道整治及岸带开发决策提供必要的依据。     

鹅头分汊河型河道演变时空差异研究

鹅头分汊河道为极度弯曲的分汊河型,具有河势周期性交替的演变共性,但其平面形态及河势变化特征因时因地而异.为探究长江中下游不同鹅头分汊型河道之间的空间性差异及同一汊道在不同周期演变中的时间性差异,本文从汊道弯曲程度、河势演变周期长短及滩槽冲淤变形幅度等方面总结了鹅头分汊型河道演变的时空差异性,并探讨了产生此差异的主要原因.研究表明,不同汊道进出口节点的走向及进口节点挑流作用的强弱是产生鹅头分汊型河道空间差异的主要原因;对于特定的鹅头型汊道,进口节点挑流作用在上游河势及年内径流过程的影响下发生强弱调整,这是造就其时间性差异的主要因素.     

旋流场内液滴破碎与临界入口雷诺数的确定

通过对液滴所受剪切应力的分析,发现临界入口雷诺数与旋流器的结构尺寸D、Di及物性参数(包括液滴的表面张力、介质的粘度和密度)等有关.推导出液滴破碎的临界入口雷诺数的计算公式,为液液旋流器在工程实践中的高效操作提供了理论依据.     

扩缩通道内流动和换热非线性特性的数值模拟

对扩缩通道内流动与换热进行了数值模拟并探讨了其中的非线性特性.通过对不同突扩比ER、不同长宽比AR及不同雷诺数Re下通道内流场和温度场进行分析,给出在一定工况下对称通道内流体的流动和换热会出现偏斜等非线性现象的情况.数值模拟结果表明,存在临界雷诺数Rec使流体流动和换热形态发生转变,当Re超过Rec时,流体流动和换热不仅有对称解,还有非对称解;当Re继续增大时,流体流动和换热出现振荡.通道的几何尺寸及后缩段(表现为ER及AR)都对Rec产生影响.分析结果表明,当Re超过临界雷诺数Rec时,同一截面处上下壁面的局部努塞尔数Nu也由对称向非对称转变,上下壁面出现最大局部Nu的位置也不同.     

多参数流动单元在储层评价中的应用

目的 探讨多参数流动单元在储层评价中的应用.方法 应用SPSS统计分析软件,通过对表征储层的8项属性参数来判别流动单元的能力及参数之间的相关性,选取粒度中值、渗透率、流动层指数、储能系数、含油饱和度5项参数作为XZ井区流动单元判别参数,建立流动单元判别函数,研究鄂尔多斯盆地XZ井区延长组长6河流相储层各油层组流动单元特征.结果 本区的河流相储层可以划分为为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4类流动单元,对应储层分别为好储层、较好储层、中等储层和差储层,分别分布在水下分流河道、河口坝、决口扇、分流间湾和水下天然堤微相中.结论 不同的流动单元具有不同的渗流能力、储集能力和剩余油分布方式,因此,在油田开发生产中应采取不同的开发对策.     

海上风机复合筒型基础负压沉放调平

复合筒型基础是一种巨型宽浅式负压沉箱基础,其筒内设置分舱以对托航、沉放、调平等进行控制.渗流与负压是筒型基础重要的研究内容,而目前尚未发现对复合筒型基础的相关研究.针对复合筒型基础,通过数值模型研究了其沉放调平渗流特性,以出口水力梯度为控制条件,建立了均质砂土中临界负压计算公式,并与无分舱板情况进行比较;最后分析了土质分层和渗流"反作用"对渗流场的影响.结果表明:分舱板使筒型基础沉放临界负压降低约10%,调平临界负压随倾角迅速下降;分层土体中相对渗径变长,临界负压增大,不容易发生渗透破坏;渗流使筒内土体疏松,渗透系数变大,造成内侧土体中水力梯度减小,对土体渗透稳定起到保护作用.     

曲流河废弃河道的废弃类型及机理分析

分析了海拉尔河牙克石段的沉积演化特征,从沉积机制上对曲流河废弃河道进行了详细地解剖.河流截弯取直后,主流河道内不同水位与取直坝高度两者间的相互关系决定了废弃河道与主流河道的连通状态、废弃河道接收沉积物质的粒度变化.废弃河道沉积与周围点坝砂体间的岩性、物性差异使其在平面上形成连续封闭的围墙式的遮挡条带,分隔曲流带砂体形成点坝为单元的砂体组合.废弃河道的平面展布发育有2大类4小类型:串沟型、颈切型、决口改道型、串流改道型.在沉积认识的指导下,完成密井网条件下对地下废弃河道的测井、地震识别,并实例刻画了废弃河道的形态,分析了其遮挡效应.     

赫-巴流体稳定性参数Z的解析解分析

对于非牛顿流体的流动,用流体的稳定性参数Z作为判别流态的依据,特别是在过渡区,比雷诺数判据更符合实际情况.采用分层雷诺数的概念,求出赫-巴(H-B)流体在流道中最易失稳的位置,并从H-B模式出发,分别推导在圆管流动、同心环空流动、偏心环空流动下其稳定性参数Z的解析解.为验证H-B流体稳定性参数Z的解析解的正确性,将其简化为对应的牛顿、幂律、宾汉模式下的稳定性参数Z的解析解.而且,该模式在判别流体流态时,无需判别流体模式,为计算机编程提供了可用的综合解析式.依据管流,修正同心与偏心环空流动的稳定性参数Z的解析解,可提供接近工程实际流体的流态判据,为现场钻井液的合理使用提供理论依据.     

滤除泰勒涡的同心环隙科特流临界雷诺数的实验确定

通过模拟实验对同心环隙科特流进行了研究.实验表明:滤除掉泰勒涡的影响后,在同心环隙科特流中,层流与紊流的相互过渡是在同一临界雷诺数上发生的,没有过渡区.临界雷诺数与泰勒涡没有直接联系.同时还表明,不同的压力梯度下有不同的临界雷诺数.     

层流假设在型腔充填过程数值模拟中的适用性

根据Ｊ．Ｃａｍｐｂｅｌ的基准实险,采用层流假设和紊流模型对其充填过程中的流动现象进行三维数值模拟,进而逐步改变其直浇道高度,用上述２种方法进行数值模拟实验对比．根据所得结果的比较,提出了一个浇注系统最小断面处的临界雷诺数,该处的雷诺数小于此值时,采用层流假设进行模拟是合适的;而大于此值时,应采用紊流模型．     

大吸附雷诺数下胀-缩壁面管道非稳态流动渐近求解

研究了大吸附雷诺数下,可渗透、膨胀或收缩的半无限长管道中的层流流动. 采用自相似理论,把描述该模型的Navier-Stokes方程转化成一个四阶的非线性微分方程. 应用奇异摄动方法,对该方程进行渐近求解. 分析了不同的膨胀系数、吸附雷诺数对管道流动的影响. 壁面收缩时,边界层变薄;壁面膨胀时,边界层变厚;当膨胀率与雷诺数之比大于1时,管道流动出现回流.     

Stability in channel flow with fiber suspensions

The constitutive equation of fiber suspensions is established on the basis of fiber orientation tensors. The modified Orr-Sommerfeld stability equation is obtained further and numerically solved by aid of spectral method and finite difference method. The computational results of channel flow without fibers agree well with the experimental data with a higher degree of accuracy than previous numerical results. The results of the channel flow with fiber suspensions indicate that the presence of fibers attenuates the instability of flow, increases the critical Reynolds number, reduces the growth rate of perturbations and narrows the range of unstable waves. The extent of the effect of fibers on the flow stability is in direct proportion to the volume fraction and aspect-ratio of the fibers.     

界面活性剂添加物对水湍流阻力抑制的实验研究

针对在水中添加界面活性剂（CTAC＋NaSal)后,湍流流动阻力大幅度下降的现象,用激光多谱勒测速仪在二维水槽中对湍流特性进行了测量,研究并阐述了这种弱阻力湍流存在的条件,以及与雷诺数、温度、浓度的关系,得出了一些重要的结论：添加界面活性剂的水溶液呈现弱阻力湍流的条件是流动雷诺数低于某个临界雷诺数：临界雷诺数随界面活性剂的浓度的增大而增大,随溶液的温度升高而减小;在弱阻力湍流流动中,主流速度曲线分布呈现明显的层流化,湍流强度明显减弱,雷诺应力几乎为零甚至出现亏损,这是湍流流动具有弱阻力的根本原因;在湍流脉动强度并未消失的情况下,雷诺应力却几乎为零,这表明湍流脉动分量之间的相关关系发生了变化。     

三角槽节流口面积的计算

研究了三角槽流道中过流截面的变化特性,求出了最小过流截面的计算式并确定了它的位置。指出当所研究的流动处于紊流流态时,一般文献在层流条件下推荐的计算公式不再适用了,可按本文方法计算三角槽的过流截面面积,确定雷诺数,选择流量系。     

Analysis of the Theoretical Foundation and Engineering Effect for Air-duct Embankment on the Qinghai-Tibet Railway

Based on the corresponding theories of engineering thermodynamics and hydro-dynamics, a careful study is made of the characteristics of air flow in different duct-embedded ways. According to critical Reynolds number, the atmospheric critical velocity of the duct with different diameters, which makes laminar flow different from turbulent flow, is calculated. Given the condition in which a forced flow occurs and the wind strength is larger than the atmospheric pressure gradient along the air-duct, a rational ratio of the length to the diameter is presented. Based on the above theory and field test data on soil temperature and embankment settlement, the advantages and disadvantages are discussed in details of all duct-embedded ways that might affect the stability of embankment.     

基于解析法的微锥孔流动特性计算

为了优化微锥孔的设计,推导了一种计算渐缩/渐扩流动的解析算法;并与数值计算方法进行了对比,发现解析方法可以满足层流的渐缩/渐扩流动精度。在计算渐缩/渐扩流场的基础上,给出了流动阻力的计算方法,分析了流动阻力和雷诺数及角度的关系。研究发现流动阻力最小的并不是锥角为0的区域,而是出现在角度较小的渐扩流中;且随着雷诺数的减小,最小流阻出现的角度越大。研究结果可以为基于渐缩/渐扩流动的微型泵、喷射及雾化系统的设计提供参考。     

粒子冲击钻井中液体携带粒子环空返流试验研究

为了研究粒子冲击钻井系统中钻井液携带硬质球形钢粒子成功上返时，钻杆与井筒配合的不同环空间隙对钻井液临界流速的影响，本文采用清水代替钻井液进行了相关的试验。通过试验测得所需数据，借助量纲分析理论推导出试验相关因素之间关系，并结合试验数据提出了2.5mm的粒子在水中的体积分数为3%的情况下，能够成功上返时环空间隙Δd和清水临界流速v*的经验公式v*=0.136(Δd)^-0.44732。结果表明随着钻杆与井筒配合的环空间隙的增大，粒子成功上返时所需的环空中清水临界流速反而减小，且相应的临界粒子雷诺数也减小。