含沙掺气高速水流对壁面磨蚀的分析

探讨了沙粒磨损机理 ,分析了影响磨蚀的因素 ,研究了掺气抗磨的可能性 ,根据试验数据导出了混凝土材料壁面磨损率的计算公式 .研究表明 ,含沙水流对固壁材料的磨蚀率随掺气浓度、材料强度的增大而减小 ,随水流流速。

掺气挟沙对高速水流边界剪切力特性影响的分析

在高速水流循环系统中，用自行研制的剪切力传感器分别量测了清水、掺气水流及挟沙水流壁面上的剪切力；实验表明，含沙掺气高速水流壁面剪切力的脉动值的概率密度函数分布基本符合正态分布规律；文中根据实测资料，分析了剪切力的时均值和脉动值与水流速度的关系；讨论了掺气及含沙量对壁面边界剪切力的影响；在同一流速下，剪切力的时均值及脉动值随着含沙量的增加而略有增加，随着掺气浓度的增加而降低．

含沙掺气高速水流壁面脉动压力特性

在阐述水流脉动压力基本理论的基础上，对含沙掺气高速水流的脉动压力进行了试验．研究了水、气、沙三相流体的压力脉动特性．探讨了掺气、含沙量等参数对水流压力脉动幅值特性、频率特性的影响．

含沙高速水流的磨蚀机理和掺气抗磨作用

含沙高速水流易引起过流面材料的磨蚀破坏。本文探讨了泥沙磨蚀机理,提出了影响磨蚀的因素;基于紊流猝发理论,建立了混凝土材料壁面磨蚀率的计算公式;根据试验数据导出了掺气水流中混凝土材料壁面磨损率的经验公式。研究表明,含沙水流对固壁材料的磨蚀率随掺气浓度、材料强度的增大而减小,随水流流速、含沙量的提高而增大。利用掺气可有效地降低过流表面的泥沙磨蚀率。

掺气水射流的空化及其应用

基于两相流体动力学的理论,建立空蚀射流切割装置中短管内的压力变化梯度的基本方程式;通过求解不同流速与不同掺气量时的短管内压力变化结果,分析了初始掺气率和水流流速对短管内压力坡降的影响;为增高水射流的切割效率提供理论依据;研究表明,若水流马赫数接近于1,短管内将产生巨大的压降,促使出口水流产生空化,通过利用高速水流并控制吸入适量空气,形成的空蚀流可提高水射流的切割效率。

有压引水系统非恒定流模型相似比尺的分析与选择

从有压引水系统调压井涌浪方程和压力管道水击方程出发，导出了模型与原型相似的条件，分析了各物理量比尺间的关系；讨论了模型比尺的一些限制条件；论述了长引水系统的整体模型采用正态通常是不现实的，相似比尺应依据不同的试验要求及客观条件来确定．文中提出了不同研究问题的变态比尺选择方案．

斜面及曲面上急流的研究

分析研究了斜面和曲面上急流的特性；建立了离心压力、重力及阻力影响下边墙一带处的水深及佛汝德数的计算式。该式可用于偏折角较小的任意边墙形状及任意底部曲面的边墙附近水深的计算。以计算实例讨论了不同反弧半径的水流扩散效果，说明反弧曲面有助于水流的扩散。

分形理论在含沙掺气水流脉动压力分析中的应用

简要介绍分维的定义和计算方法 ,同时运用相空间重构法 ,对含沙掺气水流脉动压力信号进行处理 ,并计算浑水、清水、掺气三种不同水流状况的关联维数 .结果表明 ,不同水流状况具有不同的关联维数 ,含沙掺气水流运动并非完全随机 ,而是具有内在有序性 .计算得出的不同关联维数反映出不同脉动压力信号序列所具有的不同分形特征 ,说明动力形成机制、系统复杂程度的差异 .

带有气垫式调压室和溢流式调压井的引水系统的水力计算

介绍带有气垫式调压室和溢流式调压井的有压引水系统的数值解法。针对某一实际工程计算了调压井及气压室的水位波动、调压井溢流量、气压室的压力变化及高压管道的水击压力，讨论了气垫式调压室内的初始气体压力及体积对压力及水位波动的影响。结果表明，气压室内初始气压（或水位）的选择对系统的安全运行至关重要。

水流边界剪切力的量测及掺气水流固壁剪切力的特性

介绍了自制剪切力传感器的构造及性能,并用它量测了高速掺气水流固壁上的剪切应力,结果令人满意.根据实测资料,分析了固璧剪切力与流速的关系,讨论了掺气对摩阻系数的影响,说明掺气有助于减小水流对固壁边界的摩擦阻力.

用奇怪吸引子理论研究紊流脉动压力特性

通过奇怪吸引子理论研究 ,提出在“重构相空间”中计算紊流脉动压力时间序列的关联维数 ,得出该关联维数取值随嵌入空间维数的变化规律 ,证明了高流速紊流脉动压力系统中存在奇怪吸引子 ,并经计算得出了奇怪吸引子的分数维 ,该维数即为描述吸引子结构所必须的状态变量的最小数目 .

基于Flow-3D的陡坡弯道水流三维数值模拟

弯道急流有其独特的冲击波现象,流态极其复杂,为研究弯道对急流的影响和提出改善措施增添了困难。采用RNG k-ε双方程紊流模型和VOF法,以某工程溢洪道为依托,利用Flow-3D软件,对陡坡弯道段的急流进行了三维数值模拟,通过物理模型试验数据的验证,显示数值模拟结果的正确性。通过计算结果,分析了陡坡弯道对急流流态的影响,提出了导流墙法的弯道急流优化方案,通过物理模型进一步证明,采用导流墙法可有效改善急流弯道水流流态,表明借助Flow-3D软件对弯道水流进行三维数值模拟是可行的。

分期导流束窄河道泄流物理试验及数值模拟研究

以某航电枢纽施工导流工程为例,采用MIKE21软件对施工导流中的束窄河道泄流进行了数值模拟,分析了围堰体型对束窄河道水流流态的影响,对围堰体型进行了水力优化,并利用物理试验进行了验证。数值计算及物理模型试验结果表明,优化后的围堰头部有助于减弱回流及水流侧向收缩。

电站尾水河道开挖前后的水力特性研究

应用Mike11软件对河道开挖前后的水力特性进行研究,对比模型试验结果和Mike11数值模拟计算结果,发现两者非常吻合。电站尾水河道开挖后,尾水水位降低非常明显,断面平均流速也明显降低,且随着流量的增大有效水头的降低值逐渐减小。河道开挖后水面坡降逐渐平缓,水流条件得到了一定程度的改善。

超声清洗技术原理及其应用

本文分析了空化的形成及其影响因素,阐述超声波引起空化的机理,以及利用超声空化作用对物体进行清洗的过程和原理,并介绍了超声空化清洗的特点,对超声空化清洗的前景作了展望。

曲面上急流的分析

本文分析、研究了曲面上的急流冲击波的特性,建立了计及重力及阻力影响下边墙一带处的水深及佛汝德数的计算式.计算结果与实测资料符合甚好.表明所提出的计算公式是正确的.可以用于偏折角较小的任意边墙曲线、任意底部曲面的边墙附近水深的计算.

大流量、中低水头水电站引水发电系统模型试验

大流量、中低水头水电站引水发电系统的水力过渡过程及水工模型试验研究是一个新课题。结合泸定水电站引水系统布置及调压室方案选择,进行了模型试验研究。根据水电站引水系统非恒定流模型相似率,导出了模型各物理量之间的比尺关系,对调压室方案进行比选,论证了泸定水电站引水系统布置形式的合理性。为工程设计提供了依据。

平原泵闸工程消力池CFD水力优化

在分析了表示泵站过水流道断面流速分布均匀性公式不足的基础上,结合河道过流特点,建立了断面有效过流面积率和过流均匀度两个表示过流断面水流流态的公式,并以此作为优化目标函数,利用三维稳态数值模拟方法对某单侧布置的泵闸合建工程消力池和导流翼墙进行了水力优化,经模型试验验证了数模结论的正确性.针对工程的具体情况,得出的结论是:过度增加消力池长度对消能效果产生负作用,可以采取消力池内设置辅助消能工,缩短消力池翼墙的措施改善消能效果;对河床采取抛石防护措施,解决海漫段末端最大水流速大于河床抗冲流速的问题.

岸边排放口近区流场和浓度场特性的分析

本文对各种全深度岸边正交、斜交排放问题应用了水深平均的k-ε紊流模型计算了排放口近区的流场和浓度场,并进行了试验量测,以实测值对计算所得的回流尺度及浓度分布结果作了对照。文中依据计算结果和实测资料分析了影响近区流场、浓度场的主要因素;提出了排放口对岸的影响可略去时河宽B_(cr)的估算式;指出了近区回流尺度的变化规律;对不受河宽影响的近区导出了计算射流轨迹的公式。

弯道急流冲击波计算方法及消减措施研究进展

在整理国内外研究成果的基础上,对弯道急流冲击波研究现状进行了概述,介绍了理论计算和数值模拟的研究进展及存在问题,论述了弯道急流冲击波的多种消减措施并剖析其利弊。指出陡坡弯道急流的计算方法仍需完善,管道中的弯道急流冲击波问题是国内研究的盲点,值得学者们关注,弯道急流冲击波的三维数值模拟和消减措施有待更深入的研究。