长距离大流量输水管道若干水力学问题研究

大型管道输水工程的特点是距离长、流量大、管径大，存在一些特殊的水力学问题，本文提出这些问题并进行了初步研究，研究认为，对于管道糙率的选取问题，不宜采用某一定值，而应综合分析各种因素，采用一定糙率范围设计管道；长管路分段设减压池和延长闸、阀关闭时间是降低管道压力的有效措施；事故检修期供水问题可通过管道本身调整运行方式解决。

代数应力模式的分析解及其在充分发展旋转管流中的应用

本文通过求解雷诺应力在代数应力模式中与平均速度梯度之间的分析关系，研究了代数应力模式在涡旋流动特别是在充分发展旋转管流中存在的内在缺陷，这些缺陷的主要表现为：（１）在不考虑固壁对湍流影响的代数应力模式中，分析解给出Ｗ∝ｒ和ｖｗ＝０的错误结论；（２）若在代数应力模式中考虑固壁对湍流影响，在对称轴上会有ｖ＾２不等于ｗ＾２的非物理解。与诺应力输运模式相比。

圆管流转捩过程中交替系数及紊动强度分布的实验研究

运用四川联合大学高速水力学国家重点实验室所属的丹麦ＤＡＮＴＥＣ公司生产的二维激光光纤测速及动态粒子分析系统，测量了圆管流转过程中的速度分布，所测雷诺数范围为２０００～３７５０。文中分析了圆管流转过程中，交替系数与紊动强度随雷诺数的变化规律及圆管内紊动强度随径向位置的变化规律。

泵站出水池的水力计算

在泵站出水池设计中,由于缺乏可靠依据,往往导致出水池设计尺寸不够合理,造成出水池水力条件恶化并产生严重壅水或冲蚀,给泵站运行带来一系列问题。本文通过系统的试验研究,提出了出水池水力计算的原则、方法和计算池长公式,供实际工程参照采用。

直接解算管流问题的精确方法

在Ｐｒａｎｄｔｌ、Ｋａｒｍａｎ和Ｃｏｌｅｂｒｏｏｋ－Ｗｈｉｔｅ三个经典公式基础上，本文为管路水力计算三类基本问题提供了全套计算程序和精确算式，可以直接和方便地求出结果，避免繁复试算或迭代，较现有计算方法完整、简捷、精确、合理。

非Newton流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的速度分布

本文建立了双极坐标系下非Newton流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的控制方程;并以HPAM水溶液为例,用有限差分法对控制方程进行了数值求解,绘制了这种流动的速度分布曲线;分析了环空内外管的偏心距、环空内管的冲程和冲次对流体在偏心环空中速度分布的影响。分析结果表明:随着环空偏心距减小,最宽和最窄间隙处的流体速度分布越来越接近;随着环空内管的冲程和冲次的增加,环空内管的轴向往复运动对流体速度分布的扰动增大。

对突然扩大局部水头损失的初探

对于管路突然扩大的局部水头损失一般采用ｈｊ＝ξｖ２２ｇ计算，其中ξ＝（１－Ａ１Ａ２）２、在公式的理论推导中，此公式忽略了两断面间的沿程水头损失而导出来的。本文对两断面间的沿程水头损失进行了考虑，结合实验，对ｈｊ重新进行了推导计算，并进行了修正。

曼宁公式在管道水头损失计算中适用性的讨论

通过对管道水头损失的理性分析和计算误差分析指出：曼宁公式不适于管道摩阻损失计算。

Cross流体在圆管和环空内流动流场的摄动解

Cross流变方程比较复杂,用该方程难以求解Cross流体在圆管和环空内流动流场。本文由圆管内和环空内的Cross流变方程和力平衡方程推导出控制方程,再利用摄动法解出Cross流体在圆管和环空内流动的速度分布式,由此可以得到Cross流体在圆管和环空内流动的各种规律。

PVC硬管摩阻损失的试验研究

根据PVC硬管的室内试验和大田实测资料，阐述了管内的水流流态。通过对测试数据进行回归分析，得出了摩阻损失试验公式，并对PVC硬管百米水头损失计算值与大田实测值进行了分析比较。

双极流体在狭窄管道内的流动

本文研究了双极流体通过带有轴对称柔和狭窄的刚圆管时的流动特性。运用Bleustein和Green的双极流体理论,导出了速度剖面、流量、阻抗和壁面最大剪应力的公式,并做了数值计算,分析了狭窄度与双极参数对上述有关量的影响。

在低中高三种Re数下圆管入口流的有限元分析

圆管入口流问题的研究已有很长历史,但理论结果与实验结果不能很好地符合。本文用改进的Newton-Raphson方法线化由Navier-Stokes方程导出的有限元方程,用波阵法求解线化后的方程组。最后在0～800的Re数范围内得到了速度场及入口长度,并给出了描述入口长度随Re数变化关系的拟合公式。数值解与实验结果的比较是令人满意的。本文还对简化Navier-Stokes方程(SNSE)与完整Navier-Stokes方程(CNSE)在求解本问题过程中的一致性作了数值研究,得出了当Re≥80时CNSE和SNSE结果一致的结论。

住宅小区给水管道设计流量公式的探讨

关于住宅小区室外生活给水管道设计流量的问题,曾在有关专业刊物上进行过讨论和探索,同行专家提出了若干种过渡的计算方法,但尚未建立起普遍适用统一的计算公式。为此,本人也进行了这方面的探讨。一推求设计流量公式的依据现行城镇居民生活给水管道流量计算采用以下两个公式。1 按人数计算的城市最大小时流量公式:Q=K_h(Q_d×n)/(24×3600)(1)式中:Q——最大小时用水量(L/s);