水动力学

摘要： 石家庄铁道大学国防交通研究所于1988年在原铁道兵工程学院战备抢修教研室的基础上组建而成.是集研究生培养与教学、交通基础设施抢修抢建技术研究、大型施工装备研发、工程施工技术服务等于一体的具有产、学、研特色的科研单位。(1)学科建设,于2004年获批为防灾减灾与防护工程专业二级学科硕士点(一级学科为土木工程),主要培养方向:应急工程结构理论与实践,交通基础设施的抢修抢建理论与技术,重大工程结构灾变控制理论与技术,浮体结构水动力学研究,岩土体稳定理论与实践,工程装备结构理论与安全控制技术。

摘要： 为构建兼具良好水动力性能和高空间利用率的循环水养殖池,对比研究了正方形、六边形、八边形、圆形、方形切角、方形圆弧角6种池型养殖池的水动力特性及综合性能。在试验数据验证计算方法有效的基础上,研究了池型结构对流动均匀性、流速分布、涡量分布、水体混合均匀性及自净化效能的影响作用,并从适渔性、循环水的利用率、空间利用率等方面分析了养殖池的综合效能。研究表明:随着养殖池的切角距离和圆角半径增大,底流速度增大,水流均匀性、涡流强度和二次流强度增强,有利于提高循环水养殖池的水体混合与自净化效能,但养殖池的空间利用率降低;随着切角距离和圆角半径减小,水体平均速度降低,要维持适宜的速度范围就要增大射流速度,产生更多废水,降低循环水利用效率;正六边形、0.4396

摘要： 不同水温观测点由于观测环境、井孔条件、观测部位构造条件、介质条件、地下水动力条件的差异,使得水温动态呈现出不同的形态。而同一观测井内不同层位的水温由于水温传感器安置深度和井孔热源分布状态的不同,会出现不同的同震响应形态。利用小波变换算法,分析了房县三海村井不同深度的水温在3次地震中的同震响应变化,并结合该井的温度梯度、围岩特性以及含水层分布,提出一个简单的井-含水层模型。进而探讨了同井不同层位水温出现不同变化的动力学机制,初步认为其动力学机制源于水的流动产生的热对流引起的变化。

摘要： [目的]探究生物结皮对坡面流水动力特征的影响,为黄土高原丘陵区生物结皮防蚀机理研究提供理论指导。[方法]设置生物结皮覆盖及破坏处理,进行人工模拟降雨试验。[结果]①生物结皮覆盖及破坏处理下坡面流均属于层流急流。②生物结皮可显著降低坡面流流速,增加水流剪切力,阻力系数和水流功率(p<0.05)。其中,藻结皮处理和苔藓结皮处理较裸地流速分别减少了48.74%和62.24%,水流剪切力、阻力系数、水流功率较裸地分别增加了130.01%和308.07%;703.35%和2532.01%;21.16%和57.43%。③生物结皮破坏后其阻力系数与裸地无显著变化,流速、水流剪切力、水流功率均显著高于裸地(p<0.05)。其中,藻结皮破坏和苔藓结皮破坏处理较裸地流速、水流剪切力、水流功率分别增加了10.84%和16.46%;36.83%和42.44%;60.90%和62.14%。[结论]生物结皮覆盖会增大坡面流阻力系数,降低流速。生物结皮破坏后坡面流阻力系数与裸地无差异,流速增加。此外,生物结皮覆盖及破坏处理均会增大坡面流水流剪切力及水流功率,进而增加径流侵蚀能量。

摘要： 土壤侵蚀和土壤退化是全世界关注的重大问题,开发评估土壤可蚀性的综合技术显得尤为重要。浸没射流冲蚀试验(JET)是基于冲击射流理论的被广泛应用的测量超切应力参数的技术。最近的研究表明,射流结果高度依赖于试验条件和射流流体动力学条件。因此,为探讨改变试验条件对土壤可蚀性的影响,使用一种土壤设计一系列试验,记录在较窄的撞击高度和喷嘴速度范围内产生的冲刷深度,以期改进JET方法,量化可变试验条件的影响。结果表明,应重新审视当前的JET方法,以使其一致且独立于测试条件。

摘要： 海上浮式风机是向深远海获取风能的关键基础装备。由于其基础大幅度飘浮运动,且受到气动力、水动力及两者与结构产生的耦合作用,海上浮式风机的动力学特性复杂,研究其动力学有助于指导其设计、开发、运行和维护。从风机机身气动力学、飘浮基础水动力学、风浪流结构耦合动力学3个方面对近年来海上浮式风机动力学仿真分析的研究进展进行了综述分析,总结了目前该领域的研究成果和特点,指出了今后的研究趋势,以期为该领域的进一步研究提供参考。

摘要： 大型水库重要站点的水位预测是水库防洪中的重要问题,目前主要采用水动力学方法计算。但是由于该方法对输入边界条件的准确性要求较高,而实时调度情况下又很难完全满足此条件,因此容易造成较大的水位计算误差。对此,提出了循环神经网络模型,从水库运行的历史数据中挖掘知识,学习入库流量和坝前水位到目标站点水位的映射关系,不需要使用地形资料等数据以避免系统性误差的影响,既可以降低模型对输入边界准确性的要求,又可以在一定程度上提升水位预测精度。以三峡水库长寿站水位计算为例,使用2009—2019年数据训练、验证和测试模型,试验结果显示长寿站水位在接近三峡水库土地征用线时,计算误差在±0.4 m以内,精度优于水动力学模型,可满足实时调度对水位精度的要求。

摘要： 研究以西南山区特有鱼种齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)为研究对象,对其游泳行为模式进行量化解译,寻找其偏好的水动力学条件,构建水流条件与生态行为的纽带。运用具有流速梯度的水槽创造非均匀流场条件,得到齐口裂腹鱼在室内试验水槽内上溯的视频图像。运用图像识别技术,计算上溯全过程的游泳动力学指标摆尾角度与摆尾频率,在此基础上实现生态学与水动力学的耦合研究。研究表明,齐口裂腹鱼在上溯过程中喜好在具有流速梯度处通过改变摆尾角度和摆尾频率等来适应非均匀流场,其喜好摆尾角度为25°—35°,喜好摆尾频率为2.5—3.5次/s,偏好流速为0.20—0.40 m/s。随着水流速度的增大,摆尾角度呈现逐渐减小的趋势,且齐口裂腹鱼偏好选择在流速由大变小的区域,进行摆尾冲刺加速,且更趋向于摆尾角度变化为“弱强弱”的摆尾模式。滑行阶段引入滑行流速系数,量化表示摆尾角度、滑行距离和流速三者间的耦合关系,通过计算滑行距离对水流负方向上位移的贡献率,得到滑行方向与水流负方向夹角。研究表明,滑行流速系数为1.0—3.0时具有代表性,齐口裂腹鱼对滑行方向与水流负方向夹角的偏好为40°—60°。研究利用多指标量化评价的方法,以复杂流场为背景条件,进一步满足过鱼设施建设需求。

摘要： 针对水下目标近距离作业需求,基于计算流体动力学方法建立了仿生机器鱼双侧近壁波动推进的耦合求解模型,分析了靠壁距离和斯特劳哈尔数(St)对仿生机器鱼水动力学的影响关系,揭示了壁面效应作用下的流场结构分布。结果表明:近壁面波动推进具有增推效果,同时也增加了无功功率输出。St数增大时,壁面效应对水动力学参数的影响越显著。研究结果对仿生机器鱼在非结构环境下的运动控制具有指导意义。

摘要： 基于高精度数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据,采用直接提取法和改进的断面构造法获得河道断面数据,将上述2种方法提取的河道断面数据作为水动力学模拟软件HEC-RAS(hydrologic engineering center's river analysis system)的主要输入,开展一维和一二维耦合水动力学数值模拟,使用实测的河道断面数据进行结果对比分析,评估不同河道断面快速获取方法的效果。将研究方法在美国佛罗里达州迈阿密河下游河段进行应用,选取2004、2014和2017年3场典型洪水,分析2种不同断面形态下洪水演进模拟结果的差异。结果表明,直接提取高精度DEM所得的河道断面数据在准确性上仍有欠缺,采用断面构造法修正后的河道断面数据模拟出的洪水水位与观测水位的均方根误差(RMSE)小于0.1 m,与实测结果十分接近,在缺少河道断面资料的地区可替代实测断面,获得可信度较好的模拟结果。

摘要： Nektar++是新近发展一款基于spectral/hp element方法的开源CFD软件,可以实现高阶空间离散精度,数值耗散较低.由于方法的特性,可以被用于水动力学线性稳定性分析的数值计算.在开展水动力学线性稳定性分析时,将求解线性化的Navier-Stokes方程求解问题转换成特征值问题.SLEPC是一个可用于高度并行化计算的特征值计算开源程序包.文章介绍了一种在Nektar++中实现线性稳定性求解器的方法,通过在Nektar++中调用SLEPC实现可以大规模并行化的线性稳定性分析.并对几个典型例,给出计算结果.

摘要： 深隧蓄排水系统是国外解决城市雨洪和初雨与溢流污染的重要手段,对于中国贯彻实施“海绵城市”国家战略具有重大借鉴意义.然而,暴雨过程中深隧蓄排水系统的结构设施破坏、隧道破裂和城市间歇泉等典型事故在国外时有发生,给当地经济带来了巨大损失.本文通过分析总结深隧快速充水过程中的典型事故,揭示其发生机理,指明深隧快速充水过程中的水动力学问题是根本原因.

摘要： 草海水环境提升是目前滇池治理的重点工作,本文以“草海水体置换通道建设工程”为契机,在三种输水工况下,分别通过一维水力学解析法对输水系统过流能力、利用三维CFD软件Flow3D软件对蓝藻水收集系统局部流态进行水动力学研究.结果表明:通过合适的闸门调度,输水系统能保证水体置换的过流能力要求.本研究对“草海水体置换通道建设工程”的实施起到了实际指导意义.

摘要： 针对某INSEAN E779A螺旋桨进行了水动力以及流动噪声数值仿真预报,利用NUMECA的船舶水动力学软件FINE/Marine进行螺旋桨的水动力学仿真,给出了螺旋桨的水动力特性以及空化特征,并与实验结果进行了比较,仿真结果与实验结果符合较好.基于INSEAN E779A螺旋桨的水动力学数值模拟结果,提取流动噪声声源以及初场边界特征,采用NUMECA全频流噪分析软件FINE/Acoustics里的FWH(Ffowcs Williams Hawings)模型对螺旋桨的流动噪声的传播与辐射进行了数值仿真预报,模拟给出了INSEAN E779A螺旋桨的噪声频谱特征,对其流动噪声特征进行了分析,可以为螺旋桨的进一步降噪设计提供理论依据.

摘要： 岩溶区,每个岩溶泉域或地下河域具有巨大的调蓄功能,其水动力特征是形成岩溶地质相关问题的重要动力因素.岩溶水的化学特征与水的补给交替强度(水动力条件)密切相关(陶小虎等,2014);同时基于水化学天然示踪剂的特征可以提供有关岩溶含水层系统功能的重要信息(Pavlovskiy和Selle,2015;韩行瑞,2015),对水动力学方法有重要的补充作用(郭清海和王焰新,2006;Bouchaou et al.,2008).

摘要： 涪江唐家渡电航工程是一个具有防洪、发电、和航运等多目标综合开发利用的水利水电枢纽工程,其通航任务也是重中之重.同一来流情况下,枢纽不同的闸门启闭方式对下游通航水流条件将产生重大的影响.本研究采用Mike21建模软件,选用非结构化三角网络结构模型,建立涪江唐家渡电航工程平面二维水动力学模型,进行了各特征通航流量下不同闸门启闭方式的水流数值模拟,通过对比分析,提出了满足通航条件的闸门启闭最优方案.涪江唐家渡电航工程通航条件下最优闸门启闭方式为:来流量为洪水流量5000m3/s时,闸门全闸开启泄洪,枢纽上游引航道附近流态较为平稳,水深也满足通航要求,下游引航道附近存在较小回流区,对通航影响不大,水流能满足通航要求;来流量为大于枯水流量484m3/s小于枢纽控泄最大流量2000m3/s时,5孔冲沙闸关闭,分别局部开启右侧组泄洪闸、左侧组泄洪闸及全部泄洪闸,均满足通航要求,但通过流速分析和方案比选,此种情况下,最优的闸门运行方式为5孔冲砂闸关闭,局部开启右侧组泄洪闸;流量小于枯水期流量484m3/s时,泄洪冲砂闸全关,此工况下来流量小,水流流态平稳,满足通航要求.

摘要： 水动力学数值模拟计算是研究水流运动的重要科学方法,在实际的防洪调度决策中有重要的参考价值.随着数值模拟技术的精度不断提高,产生了大量的科学计算数据,科学可视化是分析数值模拟计算的关键方法,由于I/O和存储的限制,传统的可视化模式无法满足大规模数值模拟数据的可视化需求分析.本文从数据组织、并行模式、应用案例等方面介绍大规模流场数据并行可视化近年研究和应用进展,对流场可视化技术面临的问题及未来发展趋势进行分析.

摘要： 针对深水绕射辐射问题的脉动点源格林函数,提出机器学习建模与预报方法.论文推导并给出无因次化的脉动点源格林函数表达,采用自适应积分计算获得格林函数库,通过机器学习训练形成了多层感知网络模型,研究表明网络模型预报的格林函数数值准确、计算效率高,是提高水动力问题求解效率的新手段,为解决传统计算难题带来了新思路.

摘要： 针对深水绕射辐射问题的脉动点源格林函数,提出机器学习建模与预报方法.论文推导并给出无因次化的脉动点源格林函数表达,采用自适应积分计算获得格林函数库,通过机器学习训练形成了多层感知网络模型,研究表明网络模型预报的格林函数数值准确、计算效率高,是提高水动力问题求解效率的新手段,为解决传统计算难题带来了新思路.

摘要： 针对深水绕射辐射问题的脉动点源格林函数,提出机器学习建模与预报方法.论文推导并给出无因次化的脉动点源格林函数表达,采用自适应积分计算获得格林函数库,通过机器学习训练形成了多层感知网络模型,研究表明网络模型预报的格林函数数值准确、计算效率高,是提高水动力问题求解效率的新手段,为解决传统计算难题带来了新思路.

摘要： 一种用于改善具有焊缝的海洋船舶的流体动力学轮廓和污染特性的方法，该焊缝形成在船舶水线以下的表面上突起的焊帽。该方法包括通过将整流件应用到水下表面来修正焊缝，例如通过使用填充物。一种具有整流件的船舶以及一种用于船舶并且包括整流件的覆层系统。

摘要： 按本发明的行驶动力学调节系统具有电子的行驶动力学控制单元，该行驶动力学控制单元与至少一个驱动控制单元连接并且构成为，使得该行驶动力学控制单元首先确定额定打滑值或者额定打滑范围和作为参考速度的实际车速。在此，在相应的实际行驶情况中，优选通过用于惯性滑行的最小允许的额定打滑值和用于牵引运行的最大允许的额定打滑值来设定额定打滑范围。按第一替选方案，根据额定打滑值或额定打滑范围将额定转速或额定转速范围输出给所述至少一个驱动控制单元。按第一替选方案的转速范围由在这种行驶情况中的最大允许的驱动打滑值和减速打滑值来计算。按第二替选方案，额定打滑值与参考车速一起直接输送给所述至少一个驱动控制单元，该驱动控制单元由此本身确定在马达层面上的额定转速。在第二替选方案中，类似于第一替选方案，取代额定打滑值，也可输出额定打滑范围，该额定打滑范围由驱动控制单元又换算成额定转速范围。

摘要： 本发明公开了一种耦合空气动力学的跳台滑雪肌骨动力学模拟方法，属于体育专项动作分析技术领域。一种耦合空气动力学的跳台滑雪肌骨动力学模拟方法，在跳台滑雪运动员的肌骨动力学模拟中，结合了通过计算流体力学模拟得到的运动员所受的空气动力，使得对运动员动作的模拟更加符合现实情况，计算出的关节力矩，肌肉力等参数更加准确；同时通过对这些更为准确的关节力矩，肌肉力等参数来分析评估跳台滑雪运动员的发力情况，能够更好的指导针对性的肌肉力量训练。

摘要： 本文公开了空气动力学结构以及形成空气动力学结构的方法。空气动力学结构包括：第一蒙皮区域，包括第一蒙皮边缘；以及第二蒙皮区域，包括第二蒙皮边缘。第一蒙皮区域和第二蒙皮区域相对于彼此成角度，并且限定在第一蒙皮边缘与第二蒙皮边缘之间的间隙。空气动力学结构还包括后缘结构，后缘结构在间隙内并且在第一蒙皮边缘与第二蒙皮边缘之间延伸。空气动力学结构进一步包括多个单面紧固件。多个单面紧固件的第一子组可操作地互连第一蒙皮区域与后缘结构。多个单面紧固件的第二子组可操作地互连第二蒙皮区域与后缘结构。所述方法包括形成空气动力学结构的方法。

摘要： 空气动力学元件(1)包括至少一个第一固定空气动力学部分(2)，至少一个第一固定空气动力学部分包括翼盒部分(3)，翼盒部分至少部分地被具有末端部分(7A)的板(6A)覆盖，并且一个第二空气动力学部分(13)包括具有端部(15A)的外周表面(14)和至少一个设置有肩部的固持元件(8A)，肩部与板(6A)的末端部分(7A)一起形成凹槽，外周表面(14)的端部(15A)容纳在凹槽中，使得外周表面(14)和板(6A)形成具有上升轮廓的接合部。凹槽的存在使得能够得到连续上升的接合部，有利于空气动力学元件(1)的上表面(1C)上的层流气流。

摘要： 本发明涉及一种用于制造空气动力学结构(34)的方法，所述空气动力学结构包括具有空气动力学面(F34)的第一面板(42)以及增强的第二面板(44)，其特征在于，所述制造方法包括：冲压所述第二面板(44)以获得至少一个凹凸形状部(46)的步骤，所述至少一道凹凸形状部凹入在第二面(44.2)上；以及通过将所述第一面板和第二面板(42，44)在所述凹凸形状部(46)之外彼此压靠来使所述第一面板和所述第二面板连结的步骤。本发明还涉及一种使用所述方法获得的空气动力学结构。

摘要： 本发明公开了一种适用于高速列车的空气动力学与车辆动力学的耦合方法，涉及空气动力学与车辆动力学交叉技术领域，包括：分别建立高速列车的空气动力学模型和车辆动力学模型；利用双时间步时间推进方法，将二者之间的数据进行交换，提高了计算时间精度、步长和稳定性。在综合考虑高速列车与其周围流场的相互作用、轨道不平顺的影响和隧道效应的同时，采用多区域网格划分，提高了网格划分的质量和效率，且重叠网格法不存在网格重构问题，同时利用具有六自由度的运动速度来反映高速列车的姿态改变，简化了耦合步骤，整个过程节约了网格划分、计算列车周围网格节点位移、网格重构、计算迭代等的时间开销，使得耦合方法得以快速、大规模进行。

摘要： 本申请涉及一种用于车辆(200)的传动系统(100)，传动系统包括流体动力学缓速器(2)、第一传动系统部件，诸如变速器输入部(3a)，以及控制器(7)，控制器构造成在时间点(t1)处激活流体动力学缓速器(2)，该时间点基于第一传动系统部件的旋转加速度(10)确定。本公开还涉及控制流体动力学缓速器(2)的方法。

摘要： 本发明涉及锂电池加工领域，公开了一种利用电流体动力学与流体动力学技术修复电池分条或模切极片毛刺的设备,包括容器，容器设有出液口，所述容器内部填充有流体，极片与容器之间存在相对运动，极片在经过出液口时吸附出液口上的流体，与现有技术相比，本发明的有益效果是：活塞板是采用压电元件制成，通电之后可以实现高频震动，流体在活塞板的挤压下在出液口形成泰勒锥，极片在接近或者经过出液口时，极片上的毛刺在电场的作用下吸附出液口上形成泰勒锥的流体，流体滴到极片上将毛刺包裹或者分解，使后续的包装不会被毛刺刺破，提高成品率。

摘要： 本发明公开了一种基于计算水动力学的灌区配水计划动态预演修正方法，包括构建基本地理空间矢量数据图层；对构建的基本地理空间矢量数据图层进行网格剖分；构建用于渠系调控模拟计算的双向扩展的渠系数据结构；根据灌溉渠系中的汊点位置、水工建筑物位置，将渠系划分为单渠段的集合；收集灌溉渠系配水计划，对地理信息进行面矢量的空间建模；采用基于标量耗散有限体积法的一维水动力学模型构建电子渠系；利用电子渠系分别对灌溉渠系整体和独立渠段的运行过程进行动态预演修正；采用基于条件触发的模型预测控制算法对动态预演修正结果进行调控优化。本发明更全面的考虑了渠系运行过程中的水流运动物理规律，具有低成本、高解释性的特点。