双气室振荡水柱式防波堤的水动力特性研究

本文提出一种耦合水平底板的双气室振荡水柱式新型防波堤装置,并开展物理模型试验验证黏性全非线性数值波浪水槽,应用其数值研究了不同水平底板长度、水平底板浸没深度和气室开孔率对其水动力特性的影响。结果表明:耦合水平底板的双气室振荡水柱式防波堤在低频区的消浪性能和能量耗散均明显提升,总体透射系数均在40%以内;增加水平底板长度和浸没深度均会降低装置的透射系数和能量耗散系数;气室开孔率的增加则会导致装置的反射系数减小,透射系数和能量耗散系数增大。

考虑海底静摩擦的深水悬链锚泊线静力特性分析

为探究海底静摩擦对于锚泊线张力分布的影响机制,基于悬链线模型,建立考虑海底静摩擦的锚泊线系统静力分析模型,开发锚泊线静力计算程序StaticMoor并完成锚泊线静力分析。研究表明:同一顶端激励下,海底静摩擦系数对锚泊线构型与锚泊线悬垂段张力分布没有影响,而对锚泊线躺底段张力分布与锚固点张力存在明显的影响。

管中心填充两层多孔介质强化传热研究

采用圆管中心层流充分发展段中心流等截面分层填充金属多孔介质以实现强化传热,建立了流动与传热数学模型,并着重分析了三种新型强化传热管的速度、温度分布及传热综合性能。结果表明,与光管相比,填充金属多孔介质后,管中心流体温度更均匀,壁面附近流体的温度梯度更大,圆管中心流体速度分布趋于平坦,壁面附近流体速度梯度增大,壁面与流体间的换热显著增强;对三种强化传热管,在两区域内填充孔隙率相同的多孔介质,可望得到较高的综合性能指标值。

水波与双重不同竖直刚性薄板相互作用的理论研究

基于势流理论和线性水波理论,应用匹配特征函数展开法和最小二乘法,对正向波与双重不同竖直刚性薄板在有限均匀深水中的相互作用进行了理论研究,并给出了解析解.分析了两板吃水比、后板吃水、两板间距等结构因素对反射系数和水平波浪力的影响规律.

堰塞坝背水面坡度对溃决过程影响机理大尺度试验

堰塞坝溃决物理概化试验是当前研究堰塞坝溃决机理较为可行的方法,但在现有堰塞坝溃决试验中,由于试验坝体尺寸较小,试验上游库容不足,导致试验的溃决过程与实际堰塞坝溃决存在较大差异。为尽量克服库容不足带来的影响,采用最大库容为380 m^(3)的大尺度堰塞坝溃决试验系统,以无黏性、宽级配砂砾料堰塞坝为对象,开展多组室内大尺度溃决试验,揭示堰塞坝溃决机理,并通过设置不同背水面坝坡研究坡度对溃决过程的影响。通过试验发现:堰塞坝溃决过程可以分为沿程冲刷、溯源冲刷、快速发展和溃口稳定4个阶段;在溃决过程中发现,陡坎侵蚀和溃口两侧土体失稳坍塌是溃口快速发展的主要机理;不同背水面坡度下的沿程冲刷阶段的冲蚀特征基本相似,而溯源冲刷阶段及快速发展阶段溃决过程差异显著,较大的背水面坡度使溯源冲刷阶段跌坎水流更容易得到发展,进而影响溃口处的垂向冲深及侧向发展,导致快速发展阶段更易形成垂向落差较大的陡坎洪水冲蚀;从溃决历时来看,坡度的增加使溃口发展更快,峰值流量出现时间更早,进而导致溃决历时缩短,坝顶溃口宽度及峰值流量也随着坡度的增加而增加。试验较好地重现了天然堰塞坝下游河道两岸的淤积现象。此外,根据堰塞坝溃决过程中的水流特点、泥沙运动及溃决完成后下游河道的地貌,本文初步分析了淤积区的形成机理。

堰塞坝溃决参数模型评估与优化分析

地震、强降雨等引起滑坡堵塞河道形成堰塞坝,一旦堰塞坝发生溃决将产生重大灾害。由于多数堰塞坝自形成到溃决时间较短,处置时间往往有限,因此在应急处置中对堰塞坝溃决关键参数进行快速预测十分重要。采用国内外最新的堰塞坝案例和3个模型性能定量评价指标,对现有的土石坝和堰塞坝参数模型的预测能力进行了评估,针对现有堰塞坝溃决参数模型的局限性,通过回归分析建立了新的相对客观的峰值流量、溃口几何形态、溃决历时等参数的预测模型,并在实际堰塞坝溃决案例中与现有较优模型进行了对比分析。结果表明:现有土石坝模型不适用于堰塞坝的溃决参数预测;在各参数较全面且准确的情况下,现有的若干模型皆有较高的准确性;本文建立的新模型具有相对简单、客观的优点,拥有较好的溃决参数预测能力,预测结果可为堰塞坝应急处置提供参考。