大水位变幅区码头前沿水位变动特性研究

大水位变幅水库变动回水区码头通航水流条件受上、下游水库联合调度运行影响较大。以在建的白鹤滩水电站坝址下游白石滩翻坝码头为例,通过一维非恒定流数值模拟研究方法,开展了白石滩翻坝码头河段通航水流条件研究。结果表明,翻坝码头河段水位日变幅既受白鹤滩水电站日调节和大坝泄洪非恒定流的影响,又受下游溪洛渡水库坝前运行水位的影响,码头平台布置应进一步优化,以提高利用率。

基于SPH方法的立面二维涌浪数值模拟

基于无网格SPH法模拟块体下滑所引起的涌浪流动过程,并将模拟得到的自由表面速度、高度变化结果与解析解以及VOF紊流模型计算结果进行比较。在此基础上,计算滑块下滑速度分别为0.2,0.6,1.0 m/s时的自由面变化。结果表明:滑块下滑引起水槽自由液面变化并形成卷碎波,并有水气混掺现象。自由面孤立波波形、水平速度与解析解以及VOF紊流模型计算结果吻合较好。下滑速度较慢时波形平坦,无卷碎波产生;滑速大时水气完全分离;涌浪形成的波峰峰值随滑块入水速度增大而增加。SPH方法可进一步用于模拟水体中由大型崩岸产生的高速远程滑坡涌浪或复杂的海啸模拟。

SPH方法在自由表面流体研究中的应用

对光滑粒子流体动力学法(SPH方法)的发展背景、理论基础等进行介绍,总结了SPH方法在溃坝、海冰和河冰模拟、船舶流体力学等具有自由表面的流体研究中的应用现状,认为作为一种无网格的纯Lagrange方法,SPH方法较传统的基于网格的模拟方法具有不可比拟的优势。最后分析了SPH方法的缺陷及目前研究中的不足,并就今后的研究方向和发展趋势提出自己的看法。

基于SPH方法的黏性泥石流堆积形态数值模拟

泥石流常常导致严重的灾难。黏性泥石流的运动符合宾汉流体运动规律,认为黏性泥石流遵循可压缩流Navier-Stokes方程,建立了基于无网格粒子算法的SPH数值模型。对SPH法的基本原理、核函数及控制方程离散格式、边界处理及数值解法等进行了介绍。在此基础上分析研究了黏性泥石流堆积运动过程,并与试验结果及其他理论方法得到的结果进行了比较,表明该方法能够模拟黏性泥石流的堆积运动过程。

治河工程中护岸导流新结构研究综述

河道整治工程中护岸导流多采用土石结构,这种结构易受冲蚀,造成生险频繁、抢险被动,工程维护费用高。多年来水利工作者一直在探索施工简便、投资省、效果好的新型护岸导流结构型式。总结了国内外护岸导流结构的最新应用技术,并比较了各种结构的优缺点,指出了今后的发展方向,可供设计参考。

桥梁建设对内河通航条件影响研究

分析了新建桥梁对河道演变,通航水流条件以及通航净空尺度的影响,指出了在桥梁规划设计中应注意的问题,提出了改进通航条件的措施。

库岸滑坡涌浪二维光滑粒子动力学数值模拟

库岸高速滑坡产生的巨大涌浪常常导致严重灾难。建立了高速滑坡块体运动全程预测模型,对滑坡冲击产生的水体运动,则根据可压缩流连续方程和Navier—Stokes方程由SPH法(光滑粒子动力学法)求解。对SPH法的基本原理、核函数及控制方程离散格式、边界处理方法等进行了介绍。在此基础上结合滑坡体及水体的运动变形,建立了涌浪SPH立面二维数值模型,将所得初始涌浪高度、波浪爬坡高度与其他理论方法得到的结果进行了比较。结果表明该方法能够模拟滑坡涌浪运动过程,SPH法适于模拟具有瞬时大变形等物理力学问题。

溃坝流动无网格SPH法模拟研究

光滑离子流体动力学(SPH)法是一种纯拉格朗日(Lagrange)无网格方法,适于模拟具有瞬时极大变形等物理力学问题。对SPH法的基本原理、核函数及控制方程离散格式、边界处理方法等进行了介绍。在此基础上建立了数值水槽模型,模拟了立面二维溃坝流动问题,将所得结果与模型试验得到的结果进行比较,并对下游不同障碍物挑流与消能进行了初步分析。结果表明SPH法能够捕捉到流体的飞溅及融合现象。

圬式船闸闸底板结构有限元分析

以红岩子船闸为例,应用有限元分析方法,介绍了有限元建模、单元划分、添加荷载及约束以及求解的方法过程.分析了圬式船闸结构闸底板的受力特点,为船闸的优化设计提供了科学的依据.

SPH法模拟立面二维溃坝流动应用研究

光滑离子流体动力学(SPH)法是一种纯拉格朗日(Lagrange)无网格方法,近年来发展日趋成熟。对SPH法的基本原理、核函数及控制方程离散格式、边界处理方法等进行了介绍。在此基础上建立了数值水槽模型,模拟了立面二维溃坝流动问题,并将所得结果与VOF法及模型试验得到的结果进行比较,结果表明:SPH法能够捕捉到流体的飞溅及融合现象,适于模拟具有瞬时极大变形等物理力学问题。

山区河流重大件码头装卸工艺设计

设备的大型化要求更方便、安全、快捷的水上运输方式。在对国内外现有重大件装卸工艺进行调查研究的基础上,针对山区河流水位、地形条件的特点,比较了几种适用于山区河流重大件运输的装卸工艺。

长距离过江倒虹吸管道进口掺气及消涡措施研究

长距离倒虹吸管道通常存在进口掺气问题.会影响管道安全运行及输水效率。结合重庆主城区污水过江隧道工程.利用正态模型试验研究了倒虹吸管道进口水流流态,发现气泡进入竖井后易在底部弯管段聚集。在总结国内外多种消除漩涡措施的基础上,提出了适用于竖井式倒虹吸管进口的垂直隔板法消涡措施,解决了长距离过江倒虹吸管道水流掺气的问题。

库岸再造机理及坍岸防治研究

水库蓄水后,由于水位抬高,破坏了原有的平衡状态,库岸不断的坍塌破坏.由于坍岸具有短时性、突发性、剧烈性等特点,对库区沿岸的危害特别大.笔者通过对水库再造机理的研究,分析了水库坍岸的致灾因子及其作用.提出了防治水库坍岸的措施.

内河限制性航道船舶下沉量研究

为了研究内河限制性航道中船舶航行下沉量,建立了室内概化物理模型,开展试验研究。模拟测试了1000~3000 t级船舶在不同渠道宽度、水深及航速条件下船舶航行的下沉量,分析了影响下沉量的主要因素,比较了实测下沉量与常用经验公式计算值的误差及相关系数,提出了以船舶方形系数、航速、阻塞比为变量的下沉量计算改进公式,并进行了验证。研究结果表明,所提改进公式可用于内河限制性航道的水深计算及航道断面设计。

三峡水库运行对乌江河口段泥沙淤积的影响

笔者介绍了乌江河口段泥沙模型的试验方法,分析了三峡水库在156m方案运行时段及175m方案运行初期(前30年)乌江河口段的泥沙淤积特性与河床演变情况,研究了乌江河口拦门沙的形成过程及泥沙淤积与河势调整对船舶进出乌江河口所带来的影响,对此提出了改善河口通航条件的措施.

内河LNG加气码头总体布置及装卸工艺研究

介绍了我国内河第一座液化天然气(LNG)加气码头的总体布置及装卸工艺。因优良岸线资源匮乏,码头选址位于洛碛水道右岸,边滩宽阔,宽达200余米,码头位于三峡水库回水变动区,水位日变幅最大达7m,通航运行水位差近30m,日变幅及水位差均较大。LNG为超低温易挥发易爆化危品,不能采用普通软管输送。经方案比选,采用架空斜坡道结构,并布置趸船及钢引桥连接,解决了装卸安全性与水位适应性等复杂问题。

涪江吴家街电航枢纽引水渠口门通航试验

涪江吴家街电航枢纽工程系裁弯取直工程。通过正态物理模型试验 ,分析了不同运行方案情况下 ,引水渠取水口通航水流条件。研究表明 ,对水库的调度运行方案及取水口平面布置进行优化后 。

河道整治中新型丁坝块体结构试验研究

在总结国内外筑坝科研成果的基础上,提出了采用预制河砂块及建筑弃渣块作为丁坝材料的方法。对筑坝新型环保结构进行了材料力学试验研究,介绍了新结构的生产工艺及特点并进行效益分析。试验表明,利用天然河砂及建筑弃渣生产预制块体,强度上可以满足坝体的需要。

内河船舶在限制性航道中的航行下沉量研究

关于船舶下沉量的研究,Tuck等提出了一系列估算下沉量的经验公式,但主要适用于海船及宽敞的浅水水域。目前国内尚无关于内河船舶下沉量的具有实用价值的研究成果。本文通过概化物理模型,研究了内河限制性航道中3000t级船舶在不同渠道宽度、不同水深及航速条件下船舶航行的下沉量。分析了影响下沉量的主要因素,应用经验公式与实测下沉量进行了对比分析,提出了适合内河船舶的下沉量计算公式,可作为内河航道设计研究参考。

连江西牛航运枢纽工程总体布置研究

通过枢纽整体水工模型试验,从多方面对连江西牛枢纽工程的平面总体布置方案进行了优化比选,从而选出通航条件好、工程量小、河道演变较稳定的左岸方案Ⅱ作为推荐方案。