复式断面明渠的速度比和流量比

采用量纲分析方法得到了复式断面渠道中主槽和滩地间表观切应力的基本形式,基于Wormleaton等的实测资料,运用回归分析的方法得出了表观切应力中动量传输系数的计算式.动量传输系数中考虑了滩地与主槽水深比hr、宽度比br等因素的作用,进而采用力的平衡原理,导出了主槽与滩地的流速比与流量比的计算公式,该公式反映了动量传输系数以及主槽的糙率nc和滩地糙率nf等对流速、流量的影响.计算结果与实验室内的试验值以及天然河道的实测值吻合良好.

边界元法和坐标变换法解二维无压渗流

采取边界单元法和坐标变换相结合的方法实现了渗流场的快速预报. 即通过边界单元法计算出无压渗流的浸润线,从而给出无压渗流的区域,使用正交坐标变换给出等流线和等势线. 结合耒阳电厂灰坝的工程实际,计算了不同水位下干滩和均质土坝的浸润线、流线和等势线,数值计算的结果与电模拟试验的结果进行了检验比较,说明所提出的新方法是正确、有效的.

流动环境中二维铅垂纯射流的试验研究

对均匀流动环境中的铅直二维射流进行了试验研究,得到了流动转变的条件。采用超声多普勒流速仪(ADV)对射流流场进行了测量,得到了流速矢量图和流线图,发现在射流的迎流面存在流线跌落现象。探讨了流速比对射流背流面涡心和分离点位置的影响。给出低流速比为8的射流流场的实测结果,以供数值模拟对比使用。

静止浅水环境中铅垂紊动射流的试验研究

对静止均匀浅水域中的铅垂紊动射流进行了试验研究 ,得到了水面的隆起高度与射流出口单位能量和相对水深的函数关系 ,验证了隆起高度满足高斯分布 ,具有自相似性 ,并给出了统一表达式 ;借助于三维测速仪 ,得到了射流中心平面流场 ,结果表明射流中线流速的衰减比自由射流为快 ,随着射流出口流量的增加 。

漫滩恒定明渠水流的三维数值模拟

采用Naot Rodi代数应力模型(N R模型),结合非均匀交错网格下的混合有限分析法(HFAM)来计算漫滩水流的三维流动。为了得到稳定的收敛解,作了两点改进:其一为非均匀网格中数值离散的导数项二阶格式的引入;其二为复式断面分块耦合技术的采用。给出了漫滩水流主流速等值线、二次流的断面分布、垂线平均流速的横向分布以及主槽与全断面流量比随相对水深的变化规律。部分结果与实验资料的对比,表明N R模型和HFAM能较好地用于研究漫滩水流流速、流量和水位的关系。

浅水环境中垂向圆形纯射流的试验研究

对静止均匀浅水水域中的铅垂圆形单孔射流进行了试验研究 ,试验是在实验室的自制恒定水流循环系统中进行的。得到了水面的隆起高度与射流出口单位能量和相对水深的函数关系 ;验证了隆起高度分布具有自相似性 ,并给出其统一表达式 ;借助于三维测速仪 ,得到了射流流速的横断面分布、射流中线流速的衰减规律和流场的流函数等值线。

Fortran与VB混合编程及其在流动数值模拟可视化技术中的应用

在WindowsXP操作系统下,讨论了VB语言和Fortran语言之间进行数据交换的方法,以及子程序之间的调用,如何在Fortran中创建动态链接库以及在VB中实现对动态链接库的调用,通过混合编程对Fortran计算过程进行实时监测,达到了计算可视化的目的.给出了混合编程的具体实例以及在流体流动的数值模拟和可视化技术中的应用实例.

渭河下游河道及洪泛区洪水演进的数值仿真(Ⅰ)——数学模型及其验证

以渭河下游咸阳至北洛河河口间的一维洪水和距离咸阳断面下游136km的右岸洪泛区二维洪水为对象,进行4种洪水频率的一维和二维嵌套的非恒定流计算.对于非规则区域的二维非恒定流,采用了曲线坐标系下的有限分析法离散数值格式进行了数值模拟,针对动边界问题提出了新的数值处理格式,本部分为数值模型和计算方法的验证部分.

静止浅水环境中二维铅垂掺气射流的试验研究

对静止均匀浅水域中的铅垂掺气射流进行了试验研究 ,探讨了掺气浓度对水面最大隆起高度的影响 ;多种工况的研究成果表明水面隆起高度分布具有自相似性 ,并给出了统一的表达式 ;当掺气浓度小于 30 %时 ,最大隆起高度随着掺气量增加而增大 ,当大于 30 %时 ,其值基本趋于常数。借助于三维测速仪 ,得到了射流中心剖面的流场。与纯射流的流场对比表明 :水气两相流具有减小射流涡量的作用 ,有趣地发现 。

渭河下游河道及洪泛区洪水演进的数值仿真(Ⅱ)——成果分析及可视化

采用数值模拟方法模拟渭河非恒定流动,给出河道一维和洪泛区二维的数值模拟结果,分析比较了洪水的传播特性、河道溃决与不溃决对洪水传播的影响.同时,基于VB语言实现了河道和洪泛区洪水演进的动态演示,为防洪调度和决策提供了可视化的工作平台.

洪潮遭遇情况的水动力学计算

运用Saint Venant方程和二维浅水方程计算了洪潮遭遇的水动力特性 .采用将一维和二维计算区域局部重叠的方法实现了两个计算区域的衔接 .经过对深圳河各种情况下水动力特性的计算表明 。

一维明渠非定常流数值计算稳定性分析

通过分析明渠非定常流物理现象对差分格式稳定性的具体要求,提出通过非定常流微分方程组的无量纲形式建立差分格式的稳定性判别公式的方法。并通过对Lax格式的稳定性分析,得到含佛汝德数Fr和斯托罗哈数St的稳定性判别条件。并通过理论分析和数值计算验证了该条件的正确。从而证明通过圣·维南方程组的无量纲形式建立差分格式的稳定性条件是切实可行的且更精确的方法。

关于气泡羽流积分模型中的两个问题

就目前已有的气泡羽流积分模型中的两个问题 (即气泡羽流是否存在自相似性和气泡在水体中的滑移速度量级 )进行了分析 ,在应用积分模型时应特别注意 .