Discrete Tracer Point Method to Evaluate Turbulent Diffusion in Circular Pipe Flow

Diffusion of a solute in turbulent flows through a circular pipe or tunnel is an important aspect of environmental safety. In this study, the diffusion coefficient of turbulent flow in circular pipe has been simulated by the Discrete Tracer Point Method (DTPM). The DTPM is a Lagrangian numerical method by a number of imaginary point displacement which satisfy turbulent mixing by velocity fluctuations, Reynolds stress, average velocity profile and a turbulent stochastic model. Numerical simulation results of points’ distribution by DTPM have been compared with the analytical solution for turbulent plug-flow. For the case of turbulent circular pipe flow, the appropriate DTPM calculation time step has been investigated using a constantβ, which represents the ratio between average mixing lengths over diameter of circular pipe. The evaluated values of diffusion coefficient by DTPM have been found to be in good agreement with Taylor’s analytical equation for turbulent circular pipe flow by givingβ=0.04 to 0.045. Further, history matching of experimental tracer gas measurement through turbulent smooth-straight pipe flow has been presented and the results showed good agreement.

基于热效应的涉水混凝土工程裂缝监测方法

相比于常规混凝土结构,水下混凝土结构开裂对结构安全具有更加恶劣的影响,准确、及时地监测裂缝的发生发展过程,对保障涉水工程安全、防止事故具有重要意义。本文基于流体–热源–裂缝的热效应耦合作用,提出水下混凝土结构裂缝监测的温度示踪法,并设计3种裂缝监测方案,分别采用监测管–多孔套管组件、监测管–空心套管组件和监测管–灌水管组件实现开裂信息与开裂部位热力学信息的转换。其中:前两种监测方案主要利用热传导原理,使开裂后裂缝周围介质的热力学参数发生改变,从而改变热量传递规律;第3种方案主要利用对流传热原理,通过灌水使裂缝截面产生对流传热效应,从而提高传热速度。针对上述3种监测方案,分别制作了混凝土梁试件,采用光纤光栅温度传感器和陶瓷加热管组成的传感加热单元开展了瞬态传热模型试验,根据热源降温曲线的分段特征,定义了反映热源降温速度的判别指标,利用该指标进行裂缝的识别,并对3种方案的裂缝识别效果进行分析和对比。结果表明:3种监测方案均能很好地判断是否有裂缝产生;在裂缝定位方面,方案3效果更好;在裂缝宽度定量识别方面,方案1无法识别裂缝宽度,方案2仅可在流动水环境中识别裂缝宽度,方案3可根据渗漏流量识别裂缝宽度。

罩顶药高影响药型罩的射流转化特性

为了给射流形成机理的深入分析及高效聚能装药结构的研究提供参考,基于分段药型罩形成射流时的杵体水回收实验,应用非线性动力学有限元软件LS-DYNA及动态示踪点处理方法研究药型罩形成射流时的材料分配关系。在数值模拟与实验结果对比有较好一致性的前提下,重点研究了无壳装药结构罩顶药高对锥形药型罩形成射流时的材料分配规律。结果表明,罩顶药高在0.2~2.0倍装药直径范围内时,等壁厚锥形药型罩形成射流时的材料分配规律均为自顶向底成指数分布。装药高度增加时,药型罩壁厚方向有更多比例的材料形成射流,而在轴向方向的材料比例不受影响。罩顶药高大于1.6倍装药直径时,射流转化率及对钢靶板穿深增幅均不明显。

点热源渗流监测系统影响因素的试验研究

温度示踪法是渗流监测的重要手段。该文基于能消除渗流方向影响的点热源渗流监测系统,选取传感-加热单元的集成方式、监测管几何尺寸、加热电压、加热时长4个因素进行了对比试验,研究各类因素对点热源渗流监测系统监测效果的影响。结果表明:该文所采用的两种传感-加热单元集成方式均能获得较好的监测结果;监测管几何尺寸对监测结果影响较大,监测管与传感-加热单元的间隙越大,监测效果越差;加热电压和加热时长对监测结果几乎没有影响。试验结果有助于提高渗流监测精度,从而有效预防工程事故的发生。

山西西龙池抽水蓄能电站下水库面板渗漏水下检查与封堵技术

西龙池电站下水库自2008年开始蓄水后便发现存在渗漏量较大的问题。水库长期如此运行不仅会直接影响电站的综合效率及经济效益,更重要的是若渗漏问题长期不能解决会威胁大坝和人工库盆的安全。2012~2013年,利用墨汁示踪法对水库进行了水下检查和临时封堵,并锁定了主要渗漏源。2014年采用点、线结合的方式,对下水库进出水口区域及面板局部结构缝、裂缝进行了水下塑性处理,并对破损部位进行了水下修复,渗漏量显著减少,排除了电站下水库运行存在的安全隐患,取得了巨大的成功。

示踪法与高密度电法在检测管道漏水点的实际应用

本文介绍了示踪法与高密度电法在检测地下管道漏水点中的应用,通过对比两种方法的检测结果,浅析两种方法在实际工程中应用的可行性。研究表明,在单一方法难以奏效的情况下,同时使用多种工程物探方法可以有效解决实际中的难点,并且可以较大地提升检测精确度,解决工程实际问题。