自由跌流的水力特性

运用解析函数的 Riemann- Hilbert混合边值问题理论 ,导出了计算重力作用下二维跌水流动的边界积分方程 ,并在物理平面上进行了数值求解。计算结果与 Rouse试验资料进行了比较。

折线型实用堰过流能力研究

折线型实用堰作为低堰应用于中小型水利工程。通过整理前人研究成果 ,以及对实测试验资料进行分析 ,提出了折线型实用堰的界限范围 :0 .6 7<δ/H≤ 1.5～ 2 .0 ,且 0 .5≤P/H ,给出了自由泄流时流量系数的计算公式。

南水北调工程保水堰水力特性研究

南水北调天津干线采用分段低压输水方式后,保水堰作为有压管道中的衔接性水工建筑物,结构独特,流态复杂,在输水系统中起着关键作用。通过保水堰的水工模型试验和数值模拟,得到了保水堰的水力特性,即保水堰的局部水头损失系数、流量系数和水流流态随着水位而变化的规律,其成果对长距离调水水力计算和工程设计有重要的意义。

凌庄子水厂保水堰流量系数试验

凌庄子水厂蓄水池进水口处有一保水堰,为非标准薄壁堰,不能使用已有堰流公式对其过流量进行准确计算。为了得出较为精确的过流流量,按照重力相似准则制作几何比尺为1∶5的模型进行试验研究。在已有自由出流公式的基础上,对自由出流流量系数进行修正并对淹没情况下流量变化过程进行研究。对该非标准堰自由出流流量系数的实测值与经验值进行分析比较,发现堰板槽降低了实际自由出流过流能力。淹没出流的流量系数主要与下游尾水位有关,试验中形成的淹没式堰流受实际堰型尺寸影响,下游尾水位和堰上水位近似相等,不完全适用已有淹没出流流量公式,通过试验给出了修正淹没系数随h/p的变化关系。结果表明利用堰前、堰后水位初步计算过流流量是可行的,可为该工程提供参考,也可为实际工程中非标准矩形堰的流量计算提供思路。

有自由面渗流分析的改进节点虚流量全域迭代法

对节点虚流量法进行了改进,严格扣除过渡区中虚流量贡献,使虚流流量的处理在理论上更严密,关键的溢出点位置计算更精细.提出在全部渗流区域的迭代算法,避免了以往算法在迭代过程抛弃虚单元、计算域网格发生变化的做法,从而使算法编程更简单,使用范围更广.算例验证了该算法的正确性和实用性.

基于流体体积法的溢流堰粘性流场数值模拟

为了对溢流堰的流场进行数值模拟,从完整的N-S方程出发,采用k-ε两方程湍流模型封闭R eyno lds方程,作为基本控制方程,对自由表面的追踪采用了VOF(vo lum e of flu id)方法。数值计算中,对基本控制方程采用了基于交错网格的SIM PLE算法,对自由表面控制方程采用了施主—受主方法。计算了溢流堰上的流速和压力分布,并与已有的试验结果作了比较。结果表明,计算方法能够比较准确地模拟溢流堰的流场。

无压渗流渗出面确定的等效结点流量法

结合溢出点的特性及初流量法求解具有自由面渗流的优越性,以可能溢出点等效结点流量控制为外循环,非饱和区高斯点初流量为内循环,以渗出面只有流量流出,没有流量流入原则进行渗出面判定,编制了相应三维渗流分析程序并应用于某除险加固土石坝渗流分析中,结果表明:渗出面的确定方法可行,土石坝防渗加固效果明显,墙体不会产生渗透破坏.

基于总势能极小原理的渗流溢出点位置计算方法

在考虑渗流影响的工程中,自由面的计算是渗流计算的主要内容,精确确定溢出点位置是准确计算自由面的关键。基于总势能极小原理的渗流溢出点位置计算方法,是在溢出点位置调整的过程中,通过寻找全域总势能的极小值确定溢出点位置的一种方法。通过算例分析,得出如下结论:基于总势能极小原理的渗流溢出点位置计算方法弥补了先前溢出点计算方法精度低、需迭代计算、不易收敛的缺点,精确、高效地计算出溢出点位置。

基于SPH方法的自由水面溢流过程开边界数值模拟

SPH方法是近年发展起来的流体数值模拟的一种新方法。目前,SPH方法流体模拟主要是经典的激波、Poiseuille流、Couette流、腔内剪切流及像溃坝一样的自由表面流动。均属于初始给定所有粒子的闭边界数值模拟。该文依据SPH方法,采用周期运动边界,实现了溢流坝自由表面流开边界数值模拟。计算水面线与物模实测结果吻合较好。

加权截距法确定渗流自由面的有限元方法探讨

针对现有固定网格法确定渗流自由面存在穿过自由面的单元等效渗透矩阵和积分域难以确定等问题,提出了加权截距法确定渗流自由面的新型有限元分析方法,解决了相应渗流溢出点的确定方法问题,并在此基础上,开发了相应的渗流有限元分析程序.该方法具有穿过自由面的单元等效渗透矩阵及其积分域易于确定和分析过程简单等优点,应用于工程实例分析,并将理论与试验结果进行比较分析,表明加权截距法确定渗流自由面的有限元分析方法可以满足工程要求,进一步完善了固定网格法确定渗流自由面的有限元分析理论与方法.

引水发电系统无压隧洞中弃水堰位置的数值模拟研究

水电站引水发电系统无压隧洞中的水力过渡过程是近年来电站设计中出现的一个新课题,特别是流域梯级电站开发中经常遇到。结合工程实例应用扩散法,给出了无压隧洞水力过渡过程数值模拟的基本方程以及上下游及弃水堰等边界附加方程,模拟了弃水堰布置在不同位置下,无压隧洞内的水位变化过程。研究成果和讨论对实际工程应用具有参考意义。

基于SPH方法的二维宽顶堰溢流数值模拟

光滑粒子水动力学方法(SPH)是一种基于纯拉格朗日思想的无网格粒子方法,在众多科学和工程领域得到了初步应用。采用SPH方法对二维宽顶堰溢流进行了数值模拟,并利用机群进行并行计算来提高计算效率,将模拟数据与试验数据进行了对比。结果表明,SPH方法可以模拟出二维宽顶堰自由出流和淹没出流时水流流态、水跌、回流区、水跃现象,计算出溢流流量、流速等水力参数,并且采用数据拟合得出与理论相符的断面流速分布图。结果表明了SPH方法可以较好模拟二维宽顶堰溢流中的流速分布以及水面曲线。

自由溢流水库对下游防洪能力影响简化计算方法探讨

水库对下游防洪对象的防洪能力均存在不同程度的影响,一般通过调洪演算结合设计洪水成果计算,需要收集较多的资料,计算也较繁琐。针对中小流域的自由溢流水库与下游防治对象的关系,探索了在较少资料条件下,自由溢流水库对下游防洪能力影响的简化计算方法。经过将本方法与传统计算方法结果对比表明,该方法计算简便,方法可行,成果经验证正确,可用于中小流域的自由溢流水库对下游防洪能力的评价计算。

自由溢流水库对下游防洪保护能力的一种插值估算方法

用线性插值得到近似的入库洪水和区间洪水,再引入调洪方程的导数构造Hermite多项式可插值得到出库洪水过程,经地区组成可得水库下游断面的相应洪水;再根据该断面最大安全过洪能力求解出线性插值的权重参数,能快速确定满足下游安全泄洪条件下的入库和区间洪峰,从而估算自由溢流水库对下游的防洪保护能力.Hermite插值法可达三次代数精度,洪水过程采用了两条典型过程进行线性组合,使得该估算方法精度较高,适用的洪水变化幅度较大,可指引工程设计中的后续相关计算,也可供自由溢流小型水库防洪决策参考.

低浓度含氰炭浸尾浆处理工艺研究

某矿山采用碱性氯化法对氰化尾浆进行处理,该法漂白粉耗量大且氰化物去除不稳定。本文根据该矿山的现场工艺,采用加压氧化车间产生的酸化溢流液对该矿山氰化尾浆进行预处理,并优化了初始pH、反应时间、药剂用量等参数条件。在酸化溢流液预处理pH=9,不额外补加铜离子,W(Na_2SO_3):W(CN_T)=8:1,反应时间60 min条件下,总氰和游离氰根的去除效果最好,总氰去除率为99.74%,游离氰根去除率为99.85%,处理后的废水含总氰0.28 mg/L,含游离氰根0. 14 mg/L,符合《黄金行业氰渣污染控制技术规范(HJ 943—2018)》要求,并且消耗了酸化溢流液,降低了酸化溢流液中和石灰成本,取得了良好的处理效果和经济效益。

在渠首设计中透水溢流坝的应用

青年渠渠首通过透水溢流坝的设计,使进(退)水闸前形成浅水水面,为项目区开发旅游项目创造了条件。渠首设计考虑了与新青年渠渠道的衔接,与新建防渗墙的衔接,尽量减少了对大西沟管线的冲刷。通过在泄洪冲沙闸前设计引洪渠保证了渠首的冲沙效果。阐述了渠首的运行原理,同时,基于格宾中回填料的孔隙率,对透水溢流坝的渗水量及溢流坝(堰)段的坝宽设计提出了简要的计算方法。

基于水库调洪误差分析的小型水库遭遇大洪水的估算方法研究

我国建有大量的小型水库,多采用自由溢流的方式泄洪。这些水库运行数据采集、保存较少,大多只留存了少量遭遇大洪水的水库洪水位记录。估算这些洪水位资料对应的入库洪峰流量,对指导水库安全运行调度有着极其重要的意义。基于已有的调洪成果探讨并比较了估算入库洪峰流量的切线法、线性插值法、Hermite插值多项式法等方法,结果表明,线性插值法计算简便、精度尚可,使用时可优先考虑采用。

自由流线问题有限元分析

在文 ［７］ ［８］ ［９］ 的基础上，研究自由流线问题有限元解的通用计算方法。将各结点的坐标，代替流函数值，定义为有限元方程的广义坐标，使自由流线理论中对应于正、逆问题以及空腔流动问题的有限元方程有相同形式。用 Ｇａｌｅｒｋｉｎ 方法构成关于流速的变分方程，解决了弱解求导的困难。给出二种类型的空腔流动及机翼逆问题三个典型算例，表明方法有较好的适应能力。

三金潭污水处理厂配水、排泥系统设计特色

为了解决三金潭污水处理厂的配水、排泥均匀性问题,在全厂总平面布局上系统地考虑了各处理构筑物的进水与排泥走向,设计采用自由出流矩形薄壁溢流堰进行各构筑物间的配水、排泥,使每组处理构筑物均能达到设计负荷并正常运行,确保出水水质达到国家标准。

金属板屋面集水沟排水设计要点探析

探讨提出屋面集水沟计算中,深度、形状、容量系数的回归方程式。指出用曼宁公式计算屋面集水沟,存在不安全因素。同时,对屋面集水沟的深度、坡度、容积和出流方式等设计要点,提出安全性建议。