KLD草毯抗侵蚀特性研究

试验研究了一种生态护坡材料——KLD草毯的抗冲特性和抗雨淋侵蚀特性。试验表明,由于KLD草毯具有较大的孔隙率,在水流的冲刷作用下,草毯内的土壤不断被水流侵蚀。植物根系的固土作用能提高草毯的抗冲能力,但是草毯袋内的土壤损失率仍然偏大,KLD草毯不宜用于水下的边坡防护。雨淋侵蚀试验表明,KLD草毯具有很好的渗透性,可有效降低地表径流,其表面的塑料丝网和植被可显著减小降雨的击溅力,生长的植物根系也起到了固土和保土作用;在大暴雨条件下,草毯袋内土壤损失率不超过3%,大暴雨持续1 h后,袋内的土壤损失率几乎不变。

明渠输水系统水力响应特性分析及PI控制器参数整定

为了提高明渠输水系统控制器的控制效果,在输水系统的运行过程中需要对控制器的控制参数进行整定.以渠池为研究对象,分析了闸前常水位运行模式下渠道的水力响应特性,得到了与扰动量大小无关的敏感性指标.分析了敏感性指标随输水流量的变化规律,给出了控制器参数与敏感性指标之间的计算公式,数值模拟表明,采用提出的计算公式可以提高渠池的控制效果.研究成果对明渠输水系统的控制运行具有一定的指导意义.

双击水轮内流道波能捕获装置研究

高效率波能发电系统的研究能够解决我国海岛的能源短缺问题。针对我国海浪谱主频带的频率较高,且能量显著集中在某一频带内的特点,选取基于双击转子的波能捕获系统,结合内流道的设计,水体的固有频率能够随着入射波频率的变化而变化,从而吸收海浪谱主频带内的波能。系统具有以海水为工作介质,发电环节选取直驱式旋转发电机,漂浮式安装的特色。其研究内容为:基于波能捕获装置的宽频带设计理论,设计和优化流道,确定内流道的型面,保证波浪激励能够充分转化为流道内水体的振荡。研究的波能发电系统具有工作带宽大、能够适应中国沿海的波能状况。可以提高系统运行的效率,为波能发电系统相关领域的理论研究和实际应用奠定基础。发电装置进行了实海况试验。

基于环型射流抽吸原理的新型预掺混扩散器稀释特性初探

预掺混扩散器区别于常规扩散器,在污水自扩散器出流前提前掺入环境水进行预稀释,可有效提高污水射流初始稀释度、减小混合区范围。本文通过调研分析,总结归纳了管壁开孔式、套管式及终端式这三类已有预掺混扩散器的工作原理,提出制约预掺混扩散器应用推广的主要因素是稀释效果欠佳、水头损失过大。在此基础上,提出基于环形射流抽吸原理的预掺混扩散器,并采用模型试验与三维数值模拟方法初步研究了污水径向进流与切向进流两种结构型式扩散器的流量放大倍比及紊动掺混效果。研究结果表明,这两类进流方式的预掺混扩散器均可有效实现环境水对污水的提前掺混,其中切向径流效果更优。

柔性护坡袋抗冲性能试验研究

柔性护坡材料是近些年来研制出来的一种新型护坡材料,其内填装不同粒径的土壤,有利于植物的生长,不仅被广泛用于地面绿化中,也应用于河湖的边坡护岸,为河湖水生动植物栖息环境创造良好的条件。本文在压力水槽中试验研究了柔性护坡袋的抗冲性能,分析了影响柔性护坡袋抗冲性能的影响因素和柔性护坡袋失稳的机理。研究表明,柔性护坡袋内土壤的级配是影响柔性护坡袋抗冲性能的重要因素,为提高柔性护坡袋的抗冲性能,土壤的级配可根据《水利水电工程土工合成材料应用技术规范(SL/T225-98)》确定,当柔性护坡袋中土壤级配满足规范要求时,其抗冲流速可达4m/s。当河道流速超过3.5m/s时,应增强柔性护坡袋之间的连接强度,以提高护坡结构的稳定性。

低温冰水动力学试验平台的开发与应用

为了克服传统的冰水动力学试验和模型冰的缺点,开发并搭建了低温冰水动力学试验平台,用于模拟真冰条件下冰水的耦合作用。该试验平台极大地提高了冰水动力学试验的精度和效率,拓展了实验室所能模拟的冰水动力学过程,为生产实践中出现的复杂的冰问题研究提供了手段。试验平台包括温度控制SCADA系统、试验控制SCADA系统、可拆卸循环水槽、变速泵系统、可变速加冰系统、闸门控制系统等,实现了水位、流量、闸门动作和上游来冰模拟的计算机自动控制和实时数据采集。利用开发的试验平台,以南水北调中线工程典型的唐河倒虹吸为原型,开展了相关冰塞堆积试验,通过试验数据分析验证了平台工作的精度和可靠性。

大范围、高帧频PLIF浓度场测量系统的开发及应用

平面激光诱导荧光技术(Planar Laser Induced Fluorescence,PLIF)是环境水力学领域研究污染物紊动扩散机理的重要手段。采用鲍威尔棱镜与菲涅尔透镜组合扩展蓝色激光束、生成光强分布比较均匀的平行片光,通过高速摄像机采集高分辨率的荧光图像,据此开发了大范围、高帧频PLIF浓度场测量系统,解决了常规PLIF技术测量区域小、采样频率低、片光分布不均匀的问题。提出了适用于矩形平行片光特点的参数标定方法及浓度场还原算法,并初步用于恒定流条件下的垂直射流浓度场研究。结果显示,喷口附近(z-z)o/lm<1范围内属动量作用近区,射流轴线最大高度为(z)max-zo/lm=2.3。与已有研究成果的对比表明,本系统测量的射流浓度场合理可信,验证了系统的可靠性。

生态袋护坡浪蚀特性研究

生态袋是柔性生态边坡工程材料,被广泛地应用于河湖边坡防护、矿区的恢复、铁路和公路的边坡防护、屋顶绿化等方面,是治理水土流失、改善河湖健康的一种生态友好型边坡防护材料。目前人们对生态袋护坡水力特性的研究很少,制约了生态袋在边坡防护中的应用。本文采用量纲分析方法提出了生态袋护坡在波浪作用下,生态袋内土壤颗粒损失的计算公式,并利用试验方法分析了生态袋护坡在波浪作用下的损失规律。研究表明,当波浪冲刷时间用无量纲时间表示时,不同波浪周期情况下,生态袋的浪蚀规律一致。生态袋的损失率随波高呈非线性变化,在波浪较大的情况下,在生态袋的植被生长起来之前,应注意生态袋护坡的防护,以避免生态袋岸坡的坍塌。

某高湿负荷大幅变参数的恒温恒湿人工气候室工程实例研究

本文介绍了某人工气候室的工程设计和调试工作。该人工气候室的特点是高湿负荷、大幅度变工况,以及高精度恒温恒湿,其面积在同类气候室中也是较大的,具有很强的特殊性。本文重点阐述了该人工气候室的室内参数要求的界定、负荷的计算、主要设备的选用、空气处理过程、气流组织、控制系统等内容,并介绍了系统的主要调试过程和效果,以供相关设计和工程人员参考。