基于ADCP测量的长江口推移质运动速度研究

利用ADCP测量底床推移质运动是近年来水下泥沙研究的新动向。长江河口南港和北港为粉砂-细砂质河床,采用ADCP定点观测方法对其底床推移质运动速度进行研究。结果表明:近底高浓度悬沙对ADCP现场监测推移质运动可能存在一定的影响,但是其影响不随近底悬沙浓度和厚度的变化而变化;床沙普遍运动是利用ADCP底跟踪方法在野外现场监测推移质运动速度的适用条件;南港床沙普遍运动的临界起动流速为1.0m/s,北港床沙普遍运动的临界起动流速为0.9m/s;在满足床沙普遍运动条件下,Va与τsk的2.1次呈幂函数相关,满足水槽实验研究中两者相关性的结果。说明利用ADCP方法估算推移质运动速度合理有效,可用作底沙输运机制现场研究。

基于ADCP的长江口推移质运动遥测技术研究

利用ADCP底跟踪技术遥测了长江河口北港段推移质运动过程,并对推移质运动状态进行了分段研究。结果表明:无推移质运动状态下,测量误差主要受近底悬沙影响,推移质流速沿水流方向被高估;部分推移质运动状态下,推移质运动视速度与垂线平均流速呈指数相关;普遍推移质运动状态下,两者线性相关显著,且推移质运动速度误差将随流速变化而改变,测量精度主要受脉冲长度和近底悬沙影响。基于ADCP测量数据的推移质单宽输沙率公式合理有效,可以用于河口推移质输沙率的快速定量。

基于泥沙状态概率的推移质输沙率公式

在Einstein床沙和推移质泥沙交换分析的基础上,考虑泥沙起悬对泥沙交换过程的影响,改进前人对泥沙交换现象的处理方法,得到了新的泥沙状态概率计算式;基于床面泥沙相对暴露度概念,计入床面泥沙随机分布特性,采用滚动模型,得到了泥沙起动概率;比对分析各家推移质泥沙运动速度公式,选择了更为合理的推移质运动速度计算方法,得到了新的无黏性均匀推移质泥沙输沙率公式。实测资料验证表明,该公式不仅与Meyer-Peter的实验资料符合良好,且对于低强度输沙情况,也具有较高的计算精度。

宽带激光熔覆显微组织和性能的研究

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱分析、显微硬度和快速磨损试验 ,系统分析了宽带送粉激光熔覆铁基合金的显微组织特征和碳化物的分布规律。利用熔池局部凝固特性参数如温度梯度G、界面推移速度Vg和冷却速率 ,并结合凝固理论对熔覆层显微组织的不均匀性产生的原因进行了探讨。对熔覆层进行逐层剥离 ,金相跟踪检测 ,采用快速磨损的方法 ,逐层探索熔覆层沿熔深方向组织和性能的变化规律 。

管道低点处杂质流动规律的研究

输油管线内常含有铁锈、油泥、细沙等固体杂质。在管线运行过程中,固体杂质易在管道低点处堆积,干扰油品流动、损伤设备、腐蚀管道,对管线的安全运行和油品质量产生不利影响,因此对管道低点处固体颗粒杂质运动规律的研究势在必行。在分析多相流模型的基础上,选用欧拉模型和Realizable k-ε模型建立数值模型,用CFD软件对管道低点处泥砂颗粒的运动规律进行研究。结果表明:颗粒推移速度与油流流速成正相关,与颗粒粒径成负相关;当油流流速较小时,颗粒易在弯管低点处沉积;一定范围内,管道上倾角越大,颗粒的推移速度越小。

斜坡上的推移质输沙率公式

为了获得理论更全面、应用范围更广的推移质输沙率公式,基于数理统计方法及力学分析方法,借鉴Engelund推移质输沙率模型,研究了斜坡上推移质输沙率问题。在分析斜坡上泥沙颗粒受力的基础上,考虑了水流近底作用流速的随机性及床面上泥沙颗粒分布的随机性,推导出了斜坡上泥沙起动概率;探讨改进了单位床面上泥沙颗粒数和推移质运动速度的计算式,得到了文中推移质输沙率公式。采用不同坡度的实测资料进行验证,并与其他经典公式计较,结果表明,在不同坡度的情况下文中公式都有较好的适用性,且精度较高。