窄河谷大夹角挑流消能工体型优化研究

针对窄河谷大夹角条件下挑流消能易出现冲击两岸、冲坑过深的问题,采用水工整体模型试验方法对具有代表性的某水利枢纽深孔放水冲沙洞挑流鼻坎体型开展优化研究,并对比分析了水舌形态和下游河道冲刷特性。结果表明,不对称收缩的异型窄缝式消能工可使水流在狭窄河道归槽,水舌纵向拉伸效果较好,大幅减轻了河床冲刷;提出了收缩比、收缩角差、斜切面积比等特征参数适宜的挑流消能工体型,可供窄河谷大夹角条件下挑流消能设计参考。

单孔双窄缝消能工收缩比对水力特性影响研究

单孔双窄缝消能工在高水头、大流量、窄河谷的水利工程中具有一定的推广价值,但在应用过程中发现中墩迎水面容易受水流冲击而破损,而收缩比对此现象和消能效果影响较大。采用TruVOF方法及RNG k-ε紊流模型进行三维数值模拟,研究在不同来流Fr数下收缩比对水舌流态、消能率、河床底板及挑坎收缩段压力分布变化规律的影响。结果表明:数值模拟与物理模型试验结果基本吻合,可通过调整收缩比β获得合适的高坎中墩水深来减弱高速水流对中墩迎水面的冲击;当β=0.3时,下游河床底板峰值压力P_(max)最小,且峰值压力核心区与传统窄缝相比前移60 m;β<0.3时,P max随着β的减小反而开始增大,而消能率随之减小,同时在挑坎收缩段中部附近位置出现冲击波交汇点,且流道内各断面中线压力沿水深分布在压力最大值前后其规律不同,与宽尾墩类似。虽然来流Fr数对分流比影响较小,但当2.43<Fr<2.82时,各体型方案的分流比k q增大幅度较大,导致双窄缝体型河床底板压力变化幅度较明显。

小型化多陷波新型超宽带天线设计与研究

提出了一种小型化新型多陷波超宽带(UWB)天线,陷波结构简单且紧凑,该天线体积仅为25 mm×18 mm×1 mm。天线由改进矩形辐射贴片和改进的半圆形接地板组成,天线的工作带宽为3.1~15.1 GHz。在辐射贴片上开U形窄缝隙和倒U形槽,实现了4.1~4.8 GHz频段和7.1~7.9 GHz频段的陷波特性,且在微带线上刻蚀U形窄缝隙,产生了5.4~5.9 GHz频段的陷波特性,通过优化测试表明,该天线能有效抑制INSAT波段(4.4~4.5 GHz)、国际卫星波段(4.5~4.8 GHz)波段、部分WLAN波段(5.725~5.825 GHz)以及X波段(7.25~7.75 GHz)多频段的窄带信号干扰。除陷波频段外,该天线具有良好的性能和全向辐射特性,适合应用于各类超宽带系统中。

城门洞型输水隧洞明满流计算与试验

无压输水隧洞中受到闸门启闭而引起的明满交替流水力瞬变现象,通常会造成洞内的压力剧增,对工程安全运行造成威胁。为了探究城门洞型隧洞的明满交替流和明流过渡过程,实测了模型隧洞沿线断面水深或压力变化曲线,基于窄缝法原理,使用扩散法对实测工况进行数值模拟计算,将实测数据与计算结果进行了对比分析。研究表明:在下游初始水深逼近城门洞直墙高时,下游闸门突然关闭后,在大来流量下管路中出现压力瞬间陡增的完全明满流现象,水流向上游传播并伴随剧烈的掺气,在小来流量下表现为不掺气压力突升的临界明满交替流,回波造成二次压力剧增,断面压力达到峰值。窄缝扩散法对于从明流完全转化成满流的明满流过渡过程模拟效果较好,而对于临界明满流的模拟有较大的误差。无压流水力过渡过程数值模拟计算结果与实测值基本一致,反映了明渠水力过渡过程数学模型的合理性。研究成果可为深入研究这一复杂水力现象提供借鉴和参考。

电磁脉冲与窄缝腔体耦合共振特性分析

应用时域有限差分法模拟计算了电磁脉冲对窄缝和窄缝腔体的线性耦合过程。通过定义能量耦合传输系数,分析耦合能量随窄缝宽度和厚度及时间的变化关系,得出在正弦波调制的高斯脉冲源激励下,窄缝和窄缝腔体的耦合共振特性。

黄河河口海岸二维非恒定水流泥沙数学模型

针对黄河河口海岸岸线变化剧烈和含沙量变幅大的特点 ,开发和建立了适合黄河河口海岸应用的平面二维动边界非恒定水流泥沙数学模型 .验证表明 ,本模型可以较好地模拟黄河河口海岸泥沙输移和冲淤变化 。

赫-巴流体在偏心环空中的波动压力计算模型

在窄环空间隙中下套管、小井眼钻进、深水钻进和大位移井钻进等作业中,精确的波动压力计算模型是准确预测井底压力的前提。以往利用CFD软件模拟赫-巴流体在偏心环空中流动的波动压力计算方法不仅对计算机性能要求高,而且时间成本高,导致现场应用受限。用窄槽流动模型模拟偏心环空建立了流体流动的物理模型,在稳态层流条件下,结合流体流动的控制方程和赫-巴流体的流变方程,建立了波动压力数学模型和基于自适应辛普森积分与黄金分割理论的数值求解方法,利用室内试验结果对模型的合理性进行了对比验证。结果表明:建立的赫-巴流体在偏心环空中的波动压力数学模型结果准确;采用的数值求解方法精度高、速度快,与室内试验数据对比误差在10%以内,满足现场精度需求;分析了波动压力的影响因素,在管柱处于完全偏心的情况下,波动压力梯度降低为同心环空的50%左右,在窄环空间隙中作业时,应严格限制起下钻的速度。

水布垭枢纽泄洪消能防冲试验研究

针对水布垭枢纽泄洪消能特点及可行性研究报告审查意见 ,对溢洪道泄洪消能方式、泄流能力、消能区防护方案及电站尾水两种出口形式等进行了水工模型试验研究 ,提出了与之相适应的新颖的窄缝消能工组合形式 ,较好地解决了该工程具有的大流量、窄河谷、高落差及下游地质环境差的泄洪消能防冲难题。

无泵吸收式制冷机中狭缝通道提升管的实验研究

设计了多种特殊结构的狭缝通道热虹吸溶液提升管 ,并对其进行了溶液加热及溶液提升效能的测试 .实验结果表明 :狭缝通道管具有启动温度低 (最低达 6 8℃ )、运行温度范围大 (6 8～ 90℃ )及对真空度要求不高 (10kPa以下 )等显著特点 ;在合适的通道面积条件下 ,溶液的提升量、冷剂水的产量随运行温度的升高而提高 .对影响提升管效能的其他因素也进行了分析及讨论 .

窄缝式消能工的水力特性及其体型研究

研究窄缝坎挑流的水流特性、消能要求及其体型参数的选择 .窄缝使水舌出流挑角增大 ,水舌纵向拉开 ,形成水流变形耗能 ,且加剧了水流紊动、水舌破碎而掺气的耗能 ,使消能效果增加 ,冲刷减少 .提供了不同收缩比与水舌出流挑角变化关系的试验成果及水舌纵向拉开值的估算公式 .

板状燃料组件窄缝流道流速分布实验研究

实验研究了平行窄缝流道板状燃料组件的流速分布。实验以无离子水作流动介质,在常压及不同Re条件下进行。实验结果表明:在不同Re条件下,横向单通道流速分布呈中间流速高、边缘流速陡减的梯形分布,符合常规流道流速分布特点;纵向平行多通道间的流型呈中间流速低、边缘流速高的凹型分布,这种凹型分布是由入口结构件造成的,对反应堆堆芯流量的均匀分配不利。

抬刀运动对电火花加工电蚀产物浓度的影响

电极做周期性抬刀运动能够降低加工区域内的电蚀产物浓度,进而提高有效放电率和加工稳定性。为研究抬刀运动对间隙中电蚀产物浓度等的影响,选用不同的抬刀参数进行窄槽加工试验与分析;采用计算流体动力学方法(Computational fluiddynamics,CFD)对高速抬刀和普通抬刀运动分别进行仿真模拟,探讨二者对加工间隙中电蚀产物浓度的不同影响。模拟结果为进一步理解抬刀运动对加工性能的影响提供重要的参考。

承压井抽水动态实验仪与地下水动力学实验教学

"地下水动力学"是一门专业核心课程,在地下水科学与工程专业培养方案中占有重要地位。地下水动力学实验则是地下水动力学课程的实践性环节,是不可或缺的重要教学内容。丰富地下水动力学实验的内容是提高教学质量和深化教学改革的关键。抽水实验是地下水动力学实验重要的内容之一,野外开展抽水实验具有耗时长、现象不直观等缺点,为此研制了一种承压井抽水动态实验仪,可在室内开展试验,观察抽水过程中的地下水运动状态和动力特征。该文介绍了仪器的结构、功能和工作原理,分析了实验现象。相比以往的地下水动力学实验教学内容,该实验仪纳入实验教学内容具有重要意义,为推动我校地下水科学与工程专业的教学改革起到了重要促进作用。

高斯光束通过含失调窄缝光阑的失调光学系统的传输特性

利用硬边窄缝光阑的近似展开式和适用于失调光学系统的广义衍射公式，得出了高斯光束经含失调窄缝光阑的失调光学系统传输的近似解析式。模拟结果表明输出光束场分布与光束参量、光阑尺寸、AB—CD矩阵元、光阑失调量和光学系统失调量有关。针对给定的光学系统和高斯光束定量分析了各失调量对输出光束场分布的影响．结果表明：光阑横向位移、光学系统横向位移和角位移均引起垂直于z轴截面内明显的光强非轴对称分布。当光阑半宽度为1mm时，光阑的衍射作用使腰斑半径为0．5mm的高斯光束产生-1．586π～1．465π范围的相对相移，且光阑横向位移、光学系统横向位移和角位移均引起焦平面前后相对相移的迅速变化。随光阑宽度变小，各失调量对输出光束特性的影响越明显。

挑坎水舌运动轨迹控导措施研究

依托某工程泄洪洞出口消能工体型优化试验,对常规挑坎、平面扩散型和纵向扩散型消能工(窄缝挑坎)的挑坎水舌特性进行了对比研究,其中重点对窄缝挑坎消能工鼻坎体型对水舌运动轨迹、水舌形态、入水范围的控导作用进行了初步探讨。研究结果表明:通过侧墙非对称偏向、出口局部偏转等措施实现挑坎水舌运动方向的控导效果,适应下游河道边界特殊需要,较好地解决了工程消能难题,可为同类型工程提供参考,但鼻坎体型、尺寸等参数与水舌运动轨迹的定量关系仍有待进一步深入系统研究。

一种展宽波导缝隙天线带宽方法的研究

采用矩量法分析了缝隙宽度对窄边压缩型波导缝隙天线的导纳随频率变化的影响,得出了窄缝带宽特性优于宽缝的结论。结合波导缝隙天线的设计方法分析了有源导纳的带宽特性,并给出了一种宽缝、窄缝混合排列的新型宽带结构,仿真结果证明了该方法的准确性和有效性。

隔河岩枢纽水力学原型观测及检查成果

2002年对隔河岩枢纽进行了水力学原型观测,内容包括流态、流速、脉动压力等,并取得了成果。1998年枢纽经历大洪水的考验,随后进行抽水检查,发现消力池底板有冲蚀磨损,1999年进行修复处理。2002年泄洪后检查未发现损坏现象。这说明联合消能工效果是显著的,工程质量还是好的,模型试验与原型观测成果基本一致。

多纵缝灭弧室中电弧重燃过程的分析与模拟

通过对电弧电流零区现象的试验研究，确定了多纵缝陶土灭弧室中电弧重燃过程的特性，提出了描述电弧重燃过程的数学模型，并在不同的开断条件下，对电弧电流零区过程进行了模拟计算。

偏心环空中Robertson-Stiff流体的波动压力计算模型

用窄槽流动模型模拟流体在偏心环空中的流动,结合流体流动的控制方程和Robertson-Stiff流体的流变方程,建立了稳态层流条件下的波动压力计算模型。利用自适应的辛普森积分法对其进行了数值求解,并对波动压力的影响因素进行了分析。结果表明,建立的Robertson-Stiff流体在偏心环空中的波动压力计算模型预测结果准确,采用的数值求解方法精度高,与已有的偏心环空波动压力计算模型结果对比误差在10%以内;在井眼环空处于完全偏心的情况下,波动压力梯度降低为同心环空的50%左右;当流性指数和管柱井眼尺寸比较大时,要对起下钻的速度严格限制。

切向狭槽自由出流特性及流量系数分析

建立切向狭槽自由出流流量系数的数学模型,分别进行了水、乙醇水溶液、乙二醇水溶液及多乙二醇溶液四种介质的冷膜实验,分析了液位高度、狭槽尺寸及物料物性等对流量系数的影响规律,确定了狭槽宽度的最佳开口范围为2.2～2.5 mm,并进一步给出了该狭槽在不同液位高度下的流量系数计算公式,为切向狭槽布膜器的工程应用提供了理论依据。