U型渠道中直角三角形量水槽体型设计

量水槽体型设计是量水槽应用于灌区的重要环节,目前尚无完善的体型设计标准可依。为解决直角三角形量水槽实际应用中的体型设计问题,提出以淹没度、壅水高度和上游弗劳德数的限制条件为标准的量水槽体型设计准则。在2种型号、3种坡度的U型渠道上,利用钢模板修建5座直角三角形量水槽进行灌区试验;建立了包含渠道坡度的流量公式,拟合了淹没阈值、壅水高度和上游弗劳德数的经验公式。研究表明:含有坡度的流量公式精度较高,平均相对误差仅为1.88%,相对误差的最大值为5.56%,相对误差在±5%范围以内的数据比例为98%;拟合得到的3个经验公式描述了淹没阈值、壅水高度和上游弗劳德数与量水槽喉口宽度之间的定量关系,可用于量水槽体型设计。基于体型设计准则和经验公式,建立了最大流量和最小流量下淹没度小于相应淹没阈值、最大流量下壅水高度小于渠道岸顶超高、最小流量下上游弗劳德数小于0.5的直角三角形量水槽体型设计方法。研究成果可为类似量水槽体型设计提供参考。

U形渠道机翼柱型量水槽水力性能分析

为了详细探究机翼柱型量水槽应用于U形渠道的量水性能,设置了4个不同的量水槽收缩比开展水力性能试验。通过对流量、收缩比和上游水位等数据进行分析,拟合出机翼柱型量水槽的流量公式。研究还对测流精度、上游佛汝德数、临界淹没度等参数进行了详细分析。试验结果表明,机翼柱型量水槽水位~流量相关性极高,相关系数R^(2)达0.998,利用试验数据拟合出的流量公式简单易用,平均流量误差约为2.47%,上游佛汝德数小于0.3,临界淹没度最高为0.887。与传统的U形渠道量水槽相比,机翼柱型量水槽的流动公式简单易用,U形渠道机翼柱型量水槽的结构为进一步研究提供了新的思路和参考。

U型渠道在农田水利工程建设中的应用

渠道工程是农田水利工程重要组成部分,U型渠道具有较强的输水能力、较高的水资源利用率等优势。以某县农田水利灌溉工程为背景,结合输水灌溉情况,通过对所用U型渠道进行系统研究,提出了U型渠道的水力计算方法、施工要点,可为类似工程的设计提供借鉴。

U形渠道量水槽收缩比确定方法研究

收缩比是量水槽选型的重要参数,如何确定收缩比,目前尚无公认的解决办法。基于量纲分析拟合弗劳德数和壅水高度的经验公式,探寻收缩比的确定方法。为了界定收缩比的范围和确定适宜的收缩比,在2种型号、4种比降的U形渠道上,选择5种收缩比、10种体型的三角形量水槽进行田间试验。研究表明:经验公式精确度较高,弗劳德数的平均相对误差为2.21%,壅水高度的平均绝对误差为0.76 cm。依据经验公式建立的弗劳德数、壅水高度与喉口宽度、渠道比降、渠道流量、渠道底弧直径之间的定量关系,可用于确定收缩比。基于经验公式,利用弗劳德数等于0.5和壅水高度等于渠道安全超高得到收缩比的上下限,界定了收缩比的范围。适宜收缩比可取收缩比上下限的中间值。

U形渠道弧底平板闸门水力性能研究

为解决灌区U形渠道缺少流量测控设施的问题,根据U形渠道断面尺寸设计一种弧底平板闸门,由闸板和闸墩组成。设计1∶1、2∶3、1∶2共3种收缩比的闸门,采用原型试验和数值模拟相结合的方法研究弧底平板闸门的水力性能。结果表明:不同收缩比的闸门水面线变化规律基本一致,但水头损失随着收缩比的减小而增大。优选收缩比为1∶1的弧底平板闸门作为U形渠道测控设施,建立闸孔出流测流公式。通过Flow-3D软件得到渠道弧底平板闸门上、下游断面水流流速和佛汝德数沿程分布规律,不同开度下的闸前流速分布规律一致,最大流速位于中垂线处自由水面中心以下区域。闸门上游佛汝德数小于0.5,符合测流条件,下游佛汝德数最大值的区域集中于闸后贴近渠壁两侧的自由水面。研究结果可作为U形渠道测控设施的设计和优化提供依据。

U形渠道平板闸门过流能力试验研究

【目的】实现U形渠道闸门测流,设计U形渠道平板闸门并进行试验研究,分析其水力性能,建立流量公式。【方法】流量范围10~50 L/s内,控制闸门开度e,进行U形渠道平板闸门过流能力试验,根据沿程水深、佛汝德数Fr、水头损失等水力参数分析了U形平板闸门孔流与堰流分界点的判定依据及过流能力,建立了不同流态的闸孔出流公式。【结果】U形平板闸门孔堰流判定依据相对开度e/H(H为闸前稳定水头)接近1,Fr沿程分布规律较统一,平均相对水头损失达7%,流量公式误差小于3.5%,不易出现自由出流。【结论】U形平板闸门水头损失较小,水力性能较优,流量公式的测流精度较高,可为灌区U形渠道流量测量提供依据。

盐渍土固化U形渠道材料优化和数值模拟研究

【目的】研究新型材料固化盐渍土的工程特性,设计U形槽构件并对其进行结构优化,解决吉林西部盐渍土地区无衬砌渠道的溶陷冲蚀破坏问题。【方法】利用自主研发的抗冻裂型固化剂对盐渍土进行改良,固化剂掺量设置为20%、25%、30%、35%、40%、45%,每一掺量结合含水率分别为14%、16%、18%、20%的盐渍土料制备试样,通过室内无侧限抗压强度试验、冻融试验、渗透试验确定最优材料配比。在此基础上,应用ABAQUS模拟分析2 m的U形渠道构件在3种工况下的应力和位移状态。【结果】最优材料配比为固化剂掺量40%、盐渍土初始含水率16%;28 d龄期最优配比下的试件强度为14.91 MPa,经受200次以上室内冻融循环后,试件质量损失低于5%,渗透系数达到1×10^(-7)cm/s;2 m长度U形渠道构件在底面受力2点吊装方式下的最大主应力为87.4 kPa,最大位移为0.08 mm;满水工况运行条件下的最大主应力为94.32 kPa,最大位移为2.85 mm;考虑温度作用下冻胀影响的最大主应力为312 kPa,最大位移为17 mm。【结论】固化剂掺量为40%、盐渍土初始含水率为16%的材料配比的U型槽结构在不同工况条件下的数值模拟分析中受力及位移变形较小,稳定性较好。

U型再生冷却通道内超临界航空煤油换热特性数值模拟

为了解决航空发动机的高温热防护问题,通过RNG k-ε湍流模型开展了U型再生冷却通道内超临界压力RP-3航空煤油换热特性数值研究。探究了进口参数、固壁热导率、壁面粗糙度对换热的影响机制。基于流场和温度场揭示了换热特征和换热机理,通过离心力参数讨论了其作用机制,阐述了二次流对换热的影响,提出了换热关联式,其预测偏差处于±20%以内。结果表明:上游水平通道和下游水平通道受非对称加热作用产生弱二次流,弯通道受离心力作用产生强二次流,高温区近壁流体吸热能力降低造成传热恶化,最高壁温约为935 K;离心力促使热流产生显著的周向迁移。在高进口温度下传热恶化起始位置提前到弯通道,加剧了离心力作用,使热流迁移增强。提高固壁热导率和壁面粗糙度,换热均增强,对离心力影响可忽略。

并联U型通道冷板冷却动力电池的换热特性

温度对锂离子动力电池性能有显著影响。本文提出的并联U型通道冷板,具有换热均匀性良好的特点,在动力电池等发热设备冷却方面具有优势。通过数值方法模拟了并联U型通道冷板的换热效果,结果表明,在不同流速下,并联U型通道冷板的温度标准差都小于1,证明其温度分布相当均匀;在较高和较宽的热流密度条件下,并联U型通道冷板保持了较好的换热特性一致性及换热均匀性。

High-speed railway channel measurements and characterizations: a review

Wireless communication for high-speed railways （HSRs） that provides reliable and high data rate communi- cation between the train and trackside networks is a challenging task. It is estimated that the wireless communication traffic could be as high as 65 Mbps per high-speed train. The development of such HSR communications systems and standards requires, in turn, accurate models for the HSR propagation channel. This article provides an overview of ex- isting HSR channel measurement campaigns in recent years. Particularly, some important measurement and modeling results in various HSR scenarios, such as viaduct and U-shaped groove （USG）, are briefly described and analyzed. In addition, we review a novel channel sounding method, which can highly improve the measurement efficiency in HSR environment.

再论U形渠道水力计算

U型渠道水力计算公式复杂,用公式进行水力计算繁琐费时。U型渠道的水力计算查表法可很方便快捷的进行U形渠道水力计算。简要介绍U形渠道水力计算表及U形渠道临界水深的最简算法,结果可为类似工程提供参考。

U形渠道机翼形量水槽试验研究

主要介绍了机翼形量水槽的构造、测流原理。通过在U形渠道上的试验研究得出该槽的流量公式、流量水头关系、测流误差。试验结果表明机翼形量水槽测流精确且投资较小,适合灌区量水的要求。

U形渠道量水槽的性能分析与筛选研究

U形渠道抛物线形喉口式量水槽、直壁式量水槽、长喉道圆底形量水槽具有与 U形渠道自然衔接 ,无底坎 ,不淤堵的优点 ,适合在多泥沙 U形渠道中应用 ,该文采用模拟方法 ,系统分析了这 3种量水槽在不同尺寸、底坡和糙率条件下的 U形渠道的适应性、壅水高度、工程量及其量水精度等技术指标 ,结果表明 :抛物线形喉口式量水槽的适用面广、工程量小、壅水高度较低 ,量水精度与其它两种量水槽的量水精度相当 ,能满足灌溉测流要求。因此 ,在多泥沙

U形渠道适宜量水设施及标准化研究

对已有U形渠道量水技术进行了比较评价,提出了适宜于不同规格U形渠道的量水技术与设施的选配模式。开展了U形渠道平底抛物线形无喉段量水槽设计与标准化研究,提出了以抛物线形状系数P值为指标的共计28个标准量水槽,并在实验室和灌区进行了实验和现场观测,结果表明,实测值与理论值吻合较好,满足测水要求。

U形渠道便携式板柱结合型量水槽水力性能研究

针对灌区小型渠道数目多、需测控的断面多、而宜采用的移动式量水设备仍不够完善的问题,借鉴移动式薄板量水槽和圆柱量水槽的优点,设计了一种便携式板柱结合型量水槽,在分析量水槽测流机理的基础上,开展原型试验和数值模拟研究,并应用量纲分析法建立测流公式。结果表明,量水槽具有较好的水位流量关系,上游壅水高度在1.85~13.69cm之间,临界淹没度在0.70~0.91之间,槽前弗汝徳数均小于0.5;板柱结合型量水槽比现有的圆柱量水槽和带尾翼的圆头量水槽体型小,便携度高,流线分布稍差,上游壅水高度稍大,临界淹没度稍低,但能满足灌区测流要求;量水槽测流精度高,平均测流相对误差为2.07%。

U形渠道抛物线形移动式量水堰板研究

该文提出了 U形渠道抛物线形移动式量水堰板 ,研究量水堰板的壅水高度、临界淹没度、喉口水深 -流量关系与渠道断面、比降和喉口收缩比的关系 ,给出了喉口收缩比范围和流量系数计算公式 ,分析了其测流误差。研究表明 :U形渠道抛物线形移动式量水堰板 ,量水精度较高 ,结构简单 ,造价低 ,使用方便 ,可用于各种小

U形渠道圆头量水柱测流影响因素试验及模拟

为研究U形渠道圆头量水柱的测流规律及影响因素，基于绕流理论和RNGk-ε湍流模型，对18种体型圆头量水柱5种工况下的水力性能进行全流场数值计算，获得了时均流场、断面流速分布及柱后水流流态，并与实测值进行对比。同时，通过模型试验与数值仿真研究了V形尾翼对测流的影响。结果表明：水力参数的实测值与模拟值具有较好的一致性，渠道底坡为1/1000，流量为45.01L/s，收缩比及长宽比分别为0.50和2时，驻点处横断面最大流速模拟值与实测值相对误差为1.51%，水深15cm位置剖面最大流速模拟值与实测值相对误差为0.45%。适宜长宽比的V形尾翼可以有效改善过槽水流：当收缩比为0.50～0.75时，建议长宽比为3/2～2；当收缩比＜0.50时，长宽比应相应增大，但不宜＞5/2。通过回归分析得到的圆头量水柱流量计算公式，在收缩比为0.63时最大测流误差为4.95%，平均误差仅为0.10%，该研究为圆头量水柱在中国北方灌区末级渠系的进一步应用提供参考。

U形渠道圆柱体量水槽研究

基于前人圆柱体量水槽测流原理分析,得出了底部为圆弧两侧为斜坡的U形渠道圆柱体量水槽的流量理论计算公式,提出其流量校正系数可以由相对能量（上游水头与底部弧段弦长之比）的函数求得,并根据试验资料建立了相对能量和相对流量（实际流量与计算流量之比）的无因次关系式.并在试验水槽中进行了标定,试验表明：相对能量和相对流量具有非常好的相关关系,量水槽的测量相对误差为3.78%,最大淹没度为0.84,量水槽的断面收缩比建议采用为0.57～0.69.该种量水槽具有结构简单,施工制作容易,可以拆卸,不产生淤积,使用方便.

U形渠道抛物线形喉口式量水槽选型与设计

介绍抛物线形喉口量水槽的选型、设计方法、量水槽流量计算以及量水槽适用条件 ,便于灌区应用。

U形渠道正常水深的直接水力计算公式

针对水力性能优良的U形渠道,依据明渠均匀流基本原理,以过水断面水深恰好等于U形底弧弓高时断面过流量作为分界流量Qb,引入断面特征参数和无量纲相对正常水深,采用麦考特优化法,以离差平方和最小为目标,利用SAS软件编程,通过最优化拟合建立了U形渠道正常水深直接水力计算公式。通过误差分析表明,所建公式在渠道过流量Q小于分界流量Qb时,计算相对误差绝对值均小于0.44%;渠道过流量Q大于分界流量Qb时,计算相对误差绝对值均不超过1%,可见公式具有较高的精度,且物理概念清晰、计算方便快捷;该公式不仅可用于解决宽浅式渠道正常水深水力计算,也适用于窄深式渠道正常水深的水力计算,具有较强的通用性,可为渠道工程设计和运行管理提供理论依据和有益参考。