细颗粒塑料沙的群体沉速及起动流速试验研究

本文研究了细颗粒塑料沙的群体沉速及起动流速，认为塑料沙有可能保证各粒径级的沉降和起动与天然悬移质泥沙相似．

非均匀颗粒群体沉速试验方法的分析

非均匀颗粒群体沉降现象在自然界相当普遍 ,本文分析非均匀颗粒群体沉速的试验方法 ,比较各种沉降试验和流态化试验 ,得到认识 :深度取样锥体筒流态化法是目前较好的试验方法。

粗沙高含沙浑水的沉降特性及粗泥沙的群体沉速

由粗沙高含沙浑水的静水沉降试验资料，分析得出只有在含沙量接近极限含沙量时，垂线含沙量及级配分布才会均匀稳定，并与前人在水槽形成层移质的体积比含沙量Ｓ＿ｖ＝０．４５一致；含沙量小于极限含沙量时，垂线含沙量及级配分布都有梯度。通过分析论证，发现若用浑水的容重、粘性代替清水的容重、粘性，则沙玉清介流区单个球体沉速公式可用以计算粗颗粒泥沙的分组群体沉速。

固体颗粒的群体沉降速度分析

从流体力学原理出发 ,数值模拟非均匀沙随机分布对流场的影响 ,推导出固体颗粒群体沉速的理论解。该公式不仅量纲和谐 ,浓度变化不超过极限浓度值 ,能反映含沙量与非均匀沙级配变化对群体沉速的影响 ,而且可避免其它公式量纲不和谐 ,计算中出现负值或降得过快的缺点。采用黄河实测资料对该公式进行了验证 ,计算结果与实测资料基本符合。

颗粒的群体沉降特性

本文在前人研究的基础上，针对泥沙颗粒非球体形态的事实，建立了包含形状影响因素在内的粒子的群体沉速公式．并较为有效地解释了现有公式指数不统一的内在缘由．经对实测资料验证表明，公式具有更好的适应性．对于解决有关的实际问题是有实用价值的．

垂直管道颗粒及颗粒群沉降运动规律研究

沉降运动是固液两相流基础的相对运动形式。垂直管道水力输送紧急停泵状态下,颗粒群体沉降很容易造成管道堵塞。本文进行了单颗粒、均匀颗粒和非均匀颗粒群体三种沉降试验,分析了浓度、级配、粒径、边界条件等因素对颗粒及颗粒群沉降速度的影响,对粗颗粒在管道中的沉降运动规律进行了探索。

一种塑料模型沙运动特性试验

对一种复合塑料模型沙的水下休止角、群体沉速、起动流速等运动特性进行了试验研究:使模型沙在静水中自然落淤成丘,通过几何关系可得水下休止角;将沙样按粒径分组进行单颗粒沉速试验,统计平均后再按质量加权得到模型沙群体沉速;在玻璃水槽中对5种水深下的泥沙起动流速进行了测量及经验公式验证。试验结果表明:该模型沙水下休止角为28.4°,较传统塑料沙、水下休止角范围大,具有较好的水下成形特性;对于该模型沙,其单颗粒沉速用W.W.Rubey公式计算精度较高,但群体沉速用中值粒径进行经验计算则精度不够,合理的代表粒径有待进一步研究;起动流速比传统塑料沙大,这与水下休止角试验是相符的,通过调整沙莫夫系数K,沙莫夫公式可较好地表述个别起动和少量起动的情况,大量起动时则不够精确。

高含沙洪水揭河底冲刷初探

本文根据试验和实测资料分析，首先改进了非均匀沙群体沉速公式和挟沙力公式，使公式能较准确地反映河床的冲淤特性，特别是反映像揭河底冲刷这种剧烈的冲淤变形。冲淤量的确定按不平衡输沙公式及沙量平衡方程推求，文中给出了渭河、北洛河及黄河北干流一场高含沙大洪水揭河底冲刷过程的验算结果。

明渠水流含沙量沿垂线分布研究

本文在分析天然河道高含沙水流实测含沙量分布的基础上，得到泥沙紊动扩散系数εＳ沿垂线分布的规律是：河底为零；河底至相对水深Ｙ／Ｈ＝０．２范围内εＳ水深增加而变大；Ｙ／Ｈ＝０．２至水面区间基本是一常数．这与Ａｎｄｅｒｓｏｎ整理分析一般低含沙水流资料得到的结论是一致的．然后用分析所得的紊动扩散系数εＳ的表达式代人泥沙扩散方程求解析解．导出二维均匀明渠水流在平衡情况下悬移质含沙量沿垂线分布公式，该公式克服了经典的Ｒｏｕｓｅ公式的两个缺陷，且与天然河道实测资料吻合较好．

多沙河流河道冲淤计算数学模型在东庄工程设计中的应用

东庄水利枢纽工程位于陕西省关中地区的泾河下游 ,泾河是黄河的二级支流 ,其下游汇入三门峡库区的渭河下游。在泾河上修建东庄水库 ,必须充分考虑水库的运用给渭河下游河道带来的冲淤影响。在东庄水利枢纽工程设计过程中 ,用多沙河流河道冲淤计算数学模型对水库下游河道进行了长系列水流、泥沙运动数值模拟 ,通过工程前后下游河道泥沙冲淤计算 ,预测工程运行对下游河道的冲淤影响 ,为工程优化设计提供分析依据。