基于CFD的高校实验室通风优化模拟研究

针对高校实验室自然通风不畅的问题,从节能环保的角度,提出改变室内门窗开闭角度和实验设备布置方式的通风优化设计方案。通过CFD数值模拟分析发现,当精密分析室门30°半开启、称量室门30°半开启、理化室门90°全开启、精密分析室小窗关闭、精密分析室大窗开启、称量室窗开启、理化室窗关闭、实验台间距0.25 m时,前处理室、称量室、理化室和精密分析室监测点风速由0.01~6.82 m/s调整为0.66~1.72 m/s,实验人员既感到比较舒适,实验样本的表面空气交换也充分。其研究结论可为实验安全的节能环保设计提供一定参考。

基于IFMOP的区域水资源和谐配置多目标模型及其应用

针对区域水资源短缺、水环境恶化、配置不合理等问题,利用和谐理论指导区域水资源配置,提出区域水资源和谐配置理论。同时,面对区域水资源和谐配置中存在的不确定性因素,以区域缺水量最小、污水排放量最小、部门用水效益最大等为目标,构建了基于不确定模糊多目标规划(IFMOP)的区域水资源和谐配置多目标模型。通过对宿迁市水资源进行和谐配置,得到了整体优化的2030年宿迁市水资源和谐配置方案。

浙江省美丽河湖建设群众满意度及其影响因素研究

为了解群众对浙江省美丽河湖项目建设的满意程度,探讨影响其满意的因素,采用问卷调查的方式,对全省11个市县区的168条河(湖)进行调查,采用SPSS 22软件分析人口学因素、管理防护、生态健康和娱乐文化与满意度的关系。通过计算KMO统计量和Bartlett’s球性检验可知,调查问卷的结构效度和内在信度良好。通过χ^(2)检验可知,在人口学因素上,不同的了解程度和出现频率在满意度上体现差异变化,满意度最高为92.4%,具有统计学意义。在校正了解程度因素后,通过多因素Logistic回归分析可知,基础设施、治理保洁、娱乐休闲和文化建设等因素与满意度呈现显著相关性。结果表明:了解程度和出现频率影响居民接受度,管理防护、生态健康和娱乐文化建设质量是影响美丽河湖项目的主要因素。

基于旋转分流的同向换向器流量测量模型及实验研究

针对水流量标准装置中不同向开式换向器带来误差问题,研制了一种旋转分流型的同向换向器,分析了新换向器工作原理,建立了新换向器流量测量数学模型;根据流量测量数学模型推导过程得出了流量测量结果不受脉冲触发位置、流速分布及换入-换出时间影响的结论。在水流量标准装置上对新研制换向器进行了实验,结果表明:新换向器较好地克服了不同向换向器对流量测量带来的误差问题,可以代替不同向换向器用于水流量标准装置进行流量测量。

双电极对插入式电磁流量计流量测量模型及实验研究

针对插入式电磁流量计安装角度引起的测量误差问题,提出了一种新的同一平面内双电极对布置模式的电磁流量计,建立了新的流量测量模型。在300 mm大口径水流量标准装置上对所研制的双电极对插入式电磁流量计进行了特征系数标定和流量测量实验,同时进行了双电极对和单电极对电磁流量计测量误差对比实验。结果表明:双电极对流量计的测量示值误差不大于±1%,测量重复性不大于0.3%;相同安装角度条件下单电极对流量计的测量示值误差和重复性显著高于双电极对流量计的示值误差和重复性。通过理论分析、实验验证及比对测试可以看出,所开发的流量计及测量模型具有较好的理论及实用价值,能够减弱流量计安装角度影响,提升流量计测量的准确性。

阳陂湖水体生态修复综合技术的研究与实践

随着经济社会的发展,城市滨水区作为人与自然联系最紧密的区域,水体遭到了不同程度的破坏,对其水体进行生态修复,是维护和改善人类生存环境的迫切需要。杭州市富阳区阳陂湖生态修复工程创新治水思路,因地制宜,利用现状鱼塘改造,恢复具有千年历史的阳陂湖湖景。在水体生态修复上,该工程探索“三位一体”的综合系统性处理方案,在入湖水体的生态处理、内部水系的水质净化、水体循环等三个阶段的分别应用了生态海绵技术、湿地营建技术、水体循环技术。通过对比阳陂湖生态修复前后水质,结果表明:在综合运用三种技术对水体进行修复后,水质得到明显改善,为城市滨水区水体生态修复的综合治理提供了新思路和可行案例。同时,总结了生态海绵技术、湿地营建技术、水体循环技术的技术要点、适用性和优缺点,为相关水体生态修复提供了技术经验。

干旱区人工绿洲水土资源承载状态演变分析

为明晰干旱区人工绿洲水土资源承载状态在时间序列上的演变过程,以甘肃省景电灌区为例,引入多级模糊分级理论建立水土资源承载状态综合评价指标体系.基于熵权法和物元分析理论构建物元分析模型,同时集成黄金分割率、组合赋权法及云理论构建综合评价云模型,对灌区1994,2002,2010及2018年的水土资源承载力状态进行综合评估.结果表明:水土协调度和地下水矿化度是灌区水土资源承载力发生变迁的主导因素;研究区各时期水土资源承载状态均处于“轻微承载-承载良好”,整体上呈良性演变趋势;水土资源承载力综合评价云的熵值(En)及超熵值(He)分别为0.0271,0.0263,0.0244,0.0267和0.0067,0.0078,0.0065,0.0057,数值较小,且He/En小于1/3,表明评估结果与实际水土资源承载状态呈现一致性.

基于MIKE 21的圩区河网水动力调控方法研究

【目的】我国南方平原地区地势低缓,河网结构复杂,为快速解决该地区因河网水动力不足而引起的水环境问题,急需研究河网水体运行状况调控方案。【方法】以太湖流域南浔区沈庄漾“溇港圩田”河网作为研究对象,构建Mike 21 FM二维河网水动力模型,结合研究区河网改造后的水利工程布置和调度规则,提出定位增压的7种水动力调控方案,模拟分析河网在不同方案下流场分布规律,探究圩区河网水动力提升和流场改善的优化调度方法。【结果】模拟结果表明:活水和引排水方案虽能有效改善河网水动力,但对于中心水塘的水动力驱动效果不佳。在开启西南侧河道水泵和西部泵闸的情况下,河网内大部分区域的流速基本能维持在0.05 m/s左右,部分河道的流速能达到0.3 m/s以上,并且对中心水塘水体驱动效果最好。【结论】综合分析表明:所设计的7种调控方案均能有效地提升河网水动力,在开启西南侧河道1台水泵和西部泵闸时,流场分布最均匀且水动力整体提升效果最佳。研究结果可为南方平原河网的水利工程水动力调控提供参考。

码头施工过程虚拟仿真教学实验平台设计

由于水运施工类课程以往无课内实验,课外施工实习教学效果较差,为了使学生更好地掌握相关工程施工技术及施工流程等知识,建立了虚拟仿真实验项目。以水运工程施工技术课程中典型的码头施工过程——高桩梁板式散货码头为例,基于Unity3D虚拟仿真技术,结合水运工程BIM模型,构建高桩梁板式散货码头从设计到施工的全过程虚拟仿真实验,实现码头结构构件细节展示、码头漫游、码头施工过程的仿真模拟,使学生能更好地理解码头施工原理、掌握知识内涵。

杭嘉湖地区设施甜瓜水肥一体化栽培技术

甜瓜反季节种植有着较高的经济效益,杭嘉湖地区已开始大面积推广种植。从滴灌系统安装、品种选择、育苗移栽、水肥一体化管理及病虫害防治等方面,对杭嘉湖地区设施甜瓜水肥一体化栽培技术进行总结,并对设施甜瓜的经济效益进行了分析。

番茄栽培技术规程

番茄作为百姓餐桌上常见的蔬菜,因其营养丰富,口味酸甜深受大众喜爱。同时番茄含有多种维生素以及人体所需的微量元素。番茄还具有防止高血压、抗衰老以及消化不良等功效。近年,大众对番茄的需求逐渐提升,番茄市场前景良好。因此,做好番茄栽培技术的推广,保证番茄产量以及质量具有重要意义。本文系统总结了一套完整高效的番茄栽培技术规程。

圆端形墩台尾迹水动力特性开缝控制三维数值分析

水流绕流水闸闸墩、导流墩等水工建筑物后产生旋涡分离流,其三维尾迹结构水动力特性复杂,对旋涡分离流进行流动控制,不仅是闸墩优化设计的需要,而且关系到工程运行的效率和工程安全。在验证三维水动力数学模型的基础上,对圆端形墩台开缝后的旋涡分离流和流动控制的三维水动力特性进行了研究,对比了无缝与开缝墩台方案下纵向、横向和竖向方向的时均流速分布,紊流动能以及紊流强度分布等水力学指标,探究了开缝墩台水动力特性。分析表明,墩台开缝后可以明显改善墩台后方的水流结构,开缝位置越靠近水深的中部位置,对墩后尾流旋涡的抑制越大,对绕流墩台绕流的控制越来越好,水深中部位置开缝最大程度的影响了开缝墩后的上部水流和下部水流,使得开缝对时均流速的影响最大,开缝对旋涡的抑制也最大最佳。为抑制墩后的旋涡对工程的不利影响,工程的设计中应首先确定墩台后的水深,开缝位置应尽量设置在墩台后水深的中部位置。

兰溪市某河岸型古城墙流—固耦合稳定性研究

兰溪市某河岸型古城墙不仅担负着老城区的防洪安全重任,而且也是当地重要的历史文化景观。在梅汛期和台汛期,由于连绵阴雨或大暴雨的作用,古城墙存在安全稳定性问题。以该古城墙为研究对象,对古城墙及其墙后土体工程地质进行了勘测,基于MIDAS GTS NX有限元软件,建立了该古城墙在50年一遇降雨强度下的稳定性分析模型,采用边坡—应力—渗流耦合模式对不同降雨历时的古城墙稳定性进行分析。此外,还对加固(倒挂井+防渗帷幕)后古城墙的稳定性进行了数值模拟和分析。结果表明:古城墙未加固时,在遭遇50年一遇降雨入渗条件下,墙后孔隙水压力持续增大,3 d后城墙失稳。采用倒挂井+防渗帷幕加固后,墙后孔隙水压明显减小,基质吸力的消散得到抑制,最危险滑动面向深层移动,稳定性显著提升。

基于水文-水力-生境分析的河道基本生态流量计算方法

针对现有河道基本生态流量计算方法无法兼顾结果准确和流程简约的问题,提出了一种综合水文频率、水力条件及生境需求的基本生态流量计算方法。选取流域控制断面进行径流还原,根据河道天然来水特性和水生生物需水特性划分水期,进行分期水文排频;利用水力学方法计算断面流量与平均水深和平均流速之间的关系;根据生态水深和生态流速等生境指标需求,综合分析得到不同水期下的河道基本生态流量。将该方法应用于浙江始丰溪流域基本生态流量计算,并将计算结果与Tennant法结果进行对比分析,结果表明:沙段水文站控制断面产卵育幼期的基本生态流量为16.0 m^(3)/s,一般用水期的基本生态流量为4.4 m^(3)/s,计算结果落在Tennant法的计算区间值中;本文提出的方法计算结果合理,可针对不同水期给出更为精准的基本生态流量。

基于WRF模式的好溪流域致洪暴雨千米尺度预报研究

鉴于好溪流域内多山地和丘陵,梅汛期和台汛期常突发强暴雨,致使其千米尺度下的数值预报难度较大的问题,选取好溪流域2015~2020年的10场致洪暴雨事件,利用中尺度数值天气预报模式WRF和GFS预报数据进行6、30、54 h的回顾性预报,并测试了5种云微物理参数化方案的敏感性。结果表明,在千米尺度下,WRF模式模拟的降雨量偏小,对山区的预报效果优于河谷地区;Lin方案的整体预报效果最佳,而WSM3方案最差;选取的10场极端降水事件受到台风和西南低空急流等异常天气的影响,Lin方案和WSM5方案适用性较好;WRF模式对暴雨的预报效果优于大暴雨。研究结果对于提高山区小流域致洪降雨的模拟和预报精度具有借鉴意义。

盐-冻侵蚀环境下聚丙烯纤维混凝土的寿命预测

针对我国西北地区混凝土结构在盐-冻侵蚀下耐久性降低的问题,本研究选取不同聚丙烯纤维掺量(0、0.6、0.9、1.2、1.5 kg·m^(-3))的混凝土试件,将其分别放入清水、3%NaCl、5%Na_(2)SO_(4)溶液中进行冻融循环试验,分析试件质量损失率、动弹性模量和抗压强度的变化规律,并基于Weibull理论和灰色预测理论分别建立标准模型,对聚丙烯纤维混凝土结构的最大服役年限进行预测,同时结合SEM分析聚丙烯纤维对混凝土的作用机理。结果表明:清水冻融工况对混凝土造成的损伤要低于盐冻侵蚀,其中氯盐对混凝土的力学性能侵蚀破坏最为严重;聚丙烯纤维的渗入可以有效减缓冻融侵蚀作用下混凝土力学性能的衰减速率,削弱因外界侵蚀对抗压强度等带来的影响。当纤维掺量达到1.2 kg·m^(-3)时效果最优,灰色预测模型和Weibull两种模型的寿命预测结果大致相似,其中灰色预测模型只能根据现阶段所含有的数据进行大范围的推断,而Weibull模型预测结果较为精确。该结果可为混凝土的力学性能研究和选择较佳的模型预测混凝土服役寿命提供一定的理论指导和依据。

盐冻条件下纤维混凝土耐久性及强度预测

为探明玄武岩纤维细石混凝土在盐冻条件下的耐久性,准确预测混凝土在非线性特征及外界多因素影响下的强度变化,以甘肃景电灌区盐碱地的水工建筑物群及其服役环境条件为验证原型,通过开展室内材料试验,改变冻融介质(清水、3%NaCl溶液、5%Na2SO4溶液)及玄武岩纤维体积掺量(0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%),初步探究玄武岩纤维细石混凝土在不同盐冻环境下的单轴抗压强度变化规律。基于室内试验结果,通过构建天牛须搜索算法(BAS)与BPNN结合的BAS-BP模型,预测了盐冻条件变化下玄武岩纤维细石混凝土的抗压强度;为验证BAS算法的准确性,同时构建经两个智能算法改进的BPNN模型,对不同模型计算得出的性能指标进行分析及误差对比。试验结果表明:适量的玄武岩纤维掺入可以提高细石混凝土的抗盐冻性能,纤维体积掺量为0.15%时,细石混凝土的各方面性能最优;NaCl溶液中的试件比Na2SO4溶液的冻融损伤更严重。模型预测误差对比表明,BAS-BP模型具有较好的准确性和稳定性。

一种新型双曲弧面海堤护坡结构的防浪消能效果

研发新型海堤护坡结构对守护人民生命安全、提高海堤工程稳定性具有重要意义。针对钱塘江河口潮流强劲,而传统海堤护面光滑,难以对强大冲击浪进行有效缓冲的工程问题,设计研发了一种具有双曲弧面结构的海堤护坡结构,采用室内水力试验和数值模拟等手段对其防浪效果、压强分布特征进行分析。研究结果表明,新型海堤护面结构通过有效引导、改变冲击浪的流向及流态,既能起到较好的消能作用,又能增强钱塘江大潮的观景效果,为复杂水流条件下海堤护坡结构设计提供了新的工程思路。

流激振动对双线供水管道力学及振动特性研究

为探究机组泵站开机产生的流激振动对双线供水管道稳定性的影响,以刘家沟水库工业水厂#1、#2水泵机组埋土管道区间段为例,建立“双线管道—人工填土—地基”为一体的三维有限元模型,根据左线管道的实测数据进行流激振动等效荷载反演,探究送水泵站开机产生的流激振动对双线供水管道力学特性及振动特性的影响。结果表明,机组泵站开机状态下两者的Mises应力相差较大、z向位移响应更为接近,相较于左线管道,右线管道所承担的流激振动等效荷载减小了30.6%、z向位移折减16.0%;流激振动作用下左线、右线管道的主频基本相同,分别为24.8、49.6、74.4Hz;随着Z3节点与右线管道距离逐渐增加,右线管道节点的最大功率谱密度值逐渐减小,振动衰减逐渐增加;随着左线管线距离的增加,振动能量呈先减小后增加的趋势。研究成果可为类似供水管道工程提供理论参考和依据。

基于古海塘活态遗产价值保护理念的海塘安澜工程设计策略

拟实施的钱塘江北岸海塘安澜工程位于老盐仓至尖山段,涉及全国重点文物保护单位钱塘江海宁段鱼鳞大石塘及“海宁海塘·潮文化景观”遗产保护。通过分析古海塘存在的遗产价值,提出将古海塘作为活态遗产保护的设计理念,阐述海塘安澜工程设计方案中海塘加固、水文化展示、施工组织与安全监测等文物保护措施,可为类似工程方案设计提供参考。