水流特性

摘要： 近年来,长江上游大量集中采砂造成河床地貌大幅改变,进而改变了该河段原有的水流条件。采砂可能会改变鱼类生境,但采砂后的河道鱼类生境现状尚不明确。分别在2019年1月以及2020年6月、12月对洛碛河段进行了3次水声学调查,探明了洛碛河段的鱼群生境现状。基于采砂前后实测地形,分析了洛碛河段采砂前后的地形、流速、水深等参数变化。通过构建鱼类栖息地模型,评价了采砂坑内的鱼类生境状况。结果表明:3次调查均在采砂坑深潭监测到鱼群,说明采砂坑深潭已逐渐形成可供鱼类栖息的新生境;鱼群密度最大值出现在2020年6月,为170.0 ind./1000 m^(3),最小值出现在2019年1月,为81.8 ind./1000 m^(3);2020年6月监测到的鱼类平均体长最大,达到了17.2 cm,最小平均体长出现在2019年1月,为14.8 cm;洛碛河段采砂后形成的深潭的水深大于20 m,流速低于1.2 m/s;栖息地评价模型显示,采砂坑在洪水期为鱼类提供了缓流适宜生境。

摘要： 本文研究的水力自控斜轴式闸门是一种新型闸门,该闸门的工作原理是利用上游来水的水压力和闸门自重,实现闸门的自动启闭。在传统闸门的研究基础上,对其进行了创新改造,使其不仅具有传统闸门相同的挡水与泄水功能,而且操作灵活,运行简单方便、安全可靠。目前对于水力自控斜轴式闸门的研究相对较少,本文通过理论分析与物理模型实验相结合的方法对水力自控斜轴式闸门的水流特性进行了初步研究,并得到了闸门的流量公式和流量系数。

摘要： 项目采用资料收集、现场调研和二维、三维数学模型相结合的方法,建立了洪泽湖不同运行水位与入海水道泄洪能力间的关系,揭示了中低水位下北侧出湖段泄洪不畅的原因;研究了出湖段工程实施后北侧出湖段及入海水道的泄洪能力和水流特性,从增强泄洪能力角度提出了出湖段工程布局的优化方案;给出了洪泽湖北侧出湖段及入海水道泄洪能力、分流特性与淮阴闸、淮安地涵闸运行调度间的定量关系。

摘要： 本文通过试验以准连续方式测量河床水位变化、悬浮泥沙浓度和流速,并利用多种测量技术研究矩形浅水库中湍流结构、悬浮颗粒、河床形态和其他不稳定性之间的相互作用关系。结果表明,与清水流相比,随着泥沙添加到水流中,湍流减小,混合长度减小,粗糙度增加,从而导致速度梯度增加;悬浮泥沙和波纹稳定了水流,并将流型从与清水不对称改变为与泥沙对称;厚度达到水深的15%的沉积物和波纹是水流结构变化的直接影响因素;4.5h后已达到稳定的河床形态,但想要达到完全形态平衡需要18h以上;试验18h后,泥沙淤积体积达到水库总体积的50%,此时水库达到平衡,悬移泥沙流入和流出的速率大致相等。研究结果有助于了解泥沙的流动机制和泥沙交换过程。

摘要： 为研究规则波作用下方形排柱附近流动特性,基于计算流体力学软件FLOW-3D,运用质量源造波方法,离散RNG k-ε方程控制下的雷诺时均Navier-Stokes方程建立无反射三维数值波浪水槽。与物理模型试验结果对比,建立的数值模型性能良好。运用数值计算结果,分析排柱周围自由表面三维运动特征和方形排柱周围速度场与涡量场分布特性,采用无量纲方法分析方形排柱后方波浪透射系数K_(t)的变化规律。结果表明:规则波作用下方形排柱周围流场呈周期性变化规律,最大涡量值在方形排柱单柱的上下游角隅区交替出现。在数值模拟试验范围内,透射系数K_(t)随波陡H_(L)的变化略有波动,但不显著;透射系数K_(t)随相对水深d_(L)的增大逐步减小。

摘要： 水流交汇现象十分普遍,且交汇区常形成复杂的水流结构。文章采用数值模拟的方法建立概化模型,对导流洞入汇角为45°时,不同入汇比对导流洞出口区的水流特性影响展开研究。分析了出口区水面线、平面流场及剖面流场的变化规律。

摘要： 以新疆塔里木河段复杂的干支流分布为背景,对交汇角度为45°的斜接型交汇水流进行试验研究,分析得到在交汇角度为45°,模型尺寸大小、地形条件相同,改变汇流比RQ时,RQ越小(即主流流量越小,支流流量越大),流速变化范围越大,主支流混掺紊动情况越明显,分离区面积增大,主支流上游越易壅水;在汇流比、交汇角度、形体尺寸等条件不变的情况下,改变交汇区域地形,地形越复杂交汇区域紊动情况也越剧烈;在只改变主支流交汇角度的情况下,交汇角越大,越不利于下游水流顺畅,但最大流速区在交汇口下游向对岸移动,易对交汇区域岸边产生冲刷,因此在实际工程中应综合考虑现实问题来确定所要设计的交汇角度。所得数值模拟结果与物理模型试验结果吻合良好。

摘要： 目前,泄槽收缩段冲击波的计算分析主要基于Ippen提出的冲击波理论,而该冲击波理论建立于收缩段为平底、小收缩角的条件,采用Ippen冲击波理论来求解大倾角、大收缩角收缩段冲击波问题,会产生较大误差。为了探讨大倾角、大收缩角收缩段边墙水深的计算方法,依托FLUENT软件,采用基于RSM湍流模型的三维湍流数值模拟方法,通过系统计算不同倾角、收缩角条件下收缩段的冲击波波前后水深,基于多元非线性回归分析方法,建立冲击波波前后水深比的计算公式。经初步验证,公式基本合理。

摘要： 大倾角、大收缩角泄槽收缩段水流特性与Ippen冲击波理论假定的平底、小收缩角收缩段水流特性有明显的差异,目前对大倾角、大收缩角收缩段水流特性还缺乏系统的研究。为了研究大倾角、大收缩角收缩段水流特性以及倾角和收缩角对水流特性的影响,依托FLUENT软件,采用基于RSM湍流模型的三维湍流数值模拟方法,系统分析底坡倾角、边墙收缩角以及来流弗劳德数Fr_(0)对陡坡收缩段水流特性的影响。研究表明:在大倾角、大收缩角条件下,边墙收缩产生的冲击波主要是向下游传播,横向影响范围很小;水流在与边墙交汇时发生碰撞、跃起,并沿收缩边墙向下游流动,先与边墙交汇碰撞跃起的水流位于上部,后与边墙碰撞跃起的水流位于下部,水流分层明显,边墙处沿程水面线呈现出“先快速升高,后逐渐平稳”的趋势;底坡倾角、边墙收缩角和来流弗劳德数的改变对边墙处沿程水面线影响较大,而对收缩段中线处沿程水面线影响较小。

摘要： 为探求界牌河段丁坝周围水流特性,明晰丁坝周围水流特性与坝头损毁之间的关系,采用清水定床、正态模型试验方法研究长江界牌河段丁坝周围水流结构特点,详细分析流量条件对界牌7^(#)丁坝周围断面测点的流速最大区域及紊动强度最大区域分布的影响,重点分析坝头周围测点三维流速数据。结果表明,从x、z向流速和紊动强度的角度考虑,坝体中部及下游侧是易损区域;随着坝头流速的增大,下潜水流、坝头涡旋系、单宽流量分别成为影响坝头损毁的主因。

摘要： 本文利用水槽实验,应用PIV流速测量技术,研究对岸不同位置单丁坝对固定距离双丁坝水流结构的影响.实验时,保持进口流量和尾门水位不变,通过改变单丁坝的位置,测量双丁坝坝后水平剖面流速分布.结果表明:(1)单丁坝位于双丁坝中间时,上游丁坝相对回流区长度最短,下游丁坝相对回流区长度最长;(2)单丁坝沿双丁坝中间位置逐渐向上游或下游更远处移动时,上游丁坝相对回流区长度逐渐增大,下游丁坝相对回流区长度逐渐减小;(3)双丁坝的上丁坝及下丁坝与单丁坝的相对距离相同时,单丁坝对两丁坝坝后水流结构的影响程度较为恒定,即两丁坝坝后相对回流区长度与距离的变化存在对应关系;(4)两丁坝坝后涡量与相对回流区长度的变化趋势基本一致.研究成果有助于进一步了解对错口丁坝群的水流结构,对河道整治、河岸防护等工程具有实际的指导意义.

摘要： 为缩短两岸防洪堤线,减轻防洪压力,改善通航条件,规划对抚河下游尾闾人湖取直改道,由原来弯曲流向与青岚湖出口相接,改变为直入青岚湖注鄱阳湖,使得抚河水流经由青岚湖区和青岚湖出口与抚河交接口流向下游,河湖关系等发生根本性的变化,取直改道后上游河道水位不同程度的降低,最大发生在取直疏浚段,最大下降2.02m,而青岚湖水位最大抬升0.55m.工程前后改道上游河段主流线基本一致,只是在局部位置有所差异,改道河段、青岚湖区主流线位置基本一致,主流线居改道河段中线偏左,在青岚湖区段主流线亦靠近左侧水岚洲堤防.

摘要： 针对具有水流冲刷塑造稳定床面横比降情况,比较研究了U形弯道水流特性在床面横比降存在下的变化特征.结果表明;①相比平底清水试验,冲刷试验近底流速梯度大大提高,床面横比降致使弯顶附近中轴线纵向垂线流速呈现抛物线型分布,与平底床面时对数型流速分布差异显著;②床面横比降的存在能有效降低水面超高,减小水面横比降,有利于弯道的稳定;③引入床面横比降的效应,对单位水柱进行受力分析,建立受力平衡方程,得到水面横比降公式与床面横比降为零时保持一致,只与断面纵向平均流速有关.

摘要： 本文介绍了白鹤滩泄洪洞龙落尾段的掺气坎体型设计,并采用Realizablek-ε模型结合VOF法,对泄洪洞龙落尾段的掺气水流特性进行三维数值模拟计算,得到了沿程水面线、压强、水流空化数、空腔长度等流场特性.分析结果表明:采用Realizablek-ε模型和VOF法相结合的方法,能够有效模拟计算具有自由表面的泄洪洞掺气水流问题;掺气位置是水流掺气后断面流速分布形态发生改变的主要原因;泄洪洞各道掺气坎的空腔形态稳定、长度合适,说明掺气坎体型设计合理.

摘要： 目前国内对抽水蓄能电站竖井式进/出水口的应用相对较少,而对布置多孔检修闸门的体型研究更少.其本身结构复杂性导致发电及抽水工况双向水流的流态多交性,采用传统的物理模型试验难以获取在闸门运行过程中的水动力特性.因此,本研究采用Realizable k-ε紊流模型对布置八孔检修闸门的竖井式进/出水口的发电工况进行数值模拟,采用GMO模型模拟闸门组运动.充分研究闸门运行速度和闸门组依次开启的时间间隔对水流流场的影响敏感性,并提出八孔检修闸门合理的调度运行方式.

摘要： 本文建立了荆南河网平面二维水流数学模型(江、湖、河网总水域面积611.5km2,计算区域被剖分为163012个四边形计算单元),并开展了拟建松西河航道整治工程的数值模拟研究.通过荆南河网水流运动的模拟,阐明了河网的分流规律,确定了航槽末端设计最低通航水位;通过数学模型试算和复核计算,确定了主要工程设计参数(设计航槽河床高程、设计最小通航流量及相应的水面线等).通过工程前后河网水流特性变化的计算与分析,阐明了拟建工程对河网各支汉流量、水位等的影响.

摘要： 钱塘江河口岸滩宽浅,部分河段潮前滩面裸露,涌潮来临之时,潮头挟沙剧烈.研究滩面涌潮水流特性对于深化涌潮滩槽输沙过程非常具有重要的科学意义.采用澳大利亚昆士兰大学Seddon水力学实验室的涌潮水槽开展物理模型实验,基于固体颗粒的示踪法和图像序列光流计算技术,对涌潮在滩面上的传播过程进行了模拟研究.初步结果表明:滩面上潮头附近水流具有明显的紊动结构,会引起滩面水流横向动量交换,进而可能影响滩面横向水沙输运过程.

摘要： 为避开台湾控制水域,厦门港翔安港区拟沿厦门东海岸外侧开挖南部航道连接厦门港主航道,该航道穿越船路礁浅滩,全长约8.8km.本文通过二维潮流数学模型,计算分析厦门港南部航道建成后航道水流特性和泥沙回淤情况.结果表明,南部航道实施后,航道浚深段流速有所减小,局部横流较大.正常条件下,不同方案航道年回淤厚度0～0.82m/a,航道年回淤量30万～65万m3,航道东段回淤较大.10年一遇风浪条件下短期淤积最大0.09m,回淤量3.4万～7.5万m3.与工程前比较,南部航道工程对周边海域及北侧厦门岸滩没有明显不利影响.

摘要： 东营港东营港区所在海域潮差小、流速大、风浪大,泥沙运动活跃,自然条件复杂.建立渤海大范围潮波数学模型和东营港海域潮流数学模型,对东营港区不同防波挡沙堤平面布置方案进行计算研究,分析防浪挡沙堤建设与否、堤的长度、高程、间距等因素对港区口门航道内水流条件及横流大小影响.研究结果表明,防波挡沙堤潜堤能有效减小航道口门处横流大小,航道口门处横流随着潜堤延长而减小、潜堤间距缩窄而增大,在某一潜堤堤顶高程条件下抬高或降低其高程,航道口门处横流均会所有增大.

摘要： 提出了采用系统辨识技术,对渠道积分延迟(ID)模型和积分延迟零(IDZ)模型参数进行估计.采用最小二乘法对渠道震荡工况的模型参数进行估计,并利用其他工况对获得的模型参数加以验证.仿真结果表明,基于参数辨识的渠道控制建模,其中低阶模型与仿真结果误差较大,高阶模型能很好地模拟实际仿真过程.

摘要： 本实用新型涉及一种基于薄层水流水动力特性的溢洪道安全检测装置，包括至少一个固定在溢洪道上方，并能够拍摄到溢洪道一段床面完整图像的拍摄点，所述的拍摄点上设置至少一部高清晰度照相机或摄像机；具有处理图片能力的服务器，所述的服务器中设有图像分析器和图像比对器。本实用新型利用坡面薄层水流滚波对下垫面的敏感性，定期的在溢洪道坡面上放水，形成稳定的坡面薄层水流滚波，以拍摄和图像识别的方式，精确的确定各次放水所形成滚波的变化，通过判读滚波形态的变化，快速判断可能出现空蚀的位置。本实用新型使用简单手段，结合对滚波的研究成果，解决了多年来控制溢洪道床面空蚀事故的问题，节省了大量人力物力，使溢洪道维护成本大大降低。

摘要： 本发明涉及水力学实验领域，特别涉及多类型河道交汇口水流特性研究的实验装置及实验方法。目的是提出的多类型河道交汇口水流特性研究的实验装置及实验方法应能实现对不同类型交汇口的水流特性的实验，并具有操作简单、重复利用率高的特点。技术方案是：一种适用于多类型河道交汇口水流特性研究的实验装置，其特征在于该装置包括Y型对称河道交汇实验单元、两顺直河道交汇实验单元、弯曲河道与顺直河道交汇实验单元、供水水池组以及外置槽。利用多类型河道交汇口水流特性研究的实验装置进行多类型河道交汇口水流特性研究的实验方法，依照如下步骤进行：步骤1.确定三种类型河道交汇的实验区；步骤2.通过外置槽的结构，实现诸多问题的研究。

摘要： 本发明公开了一种不影响河涌水流特性的原位生物强化处理装置和系统及工法，本发明装置包括倾斜态网格结构和漂浮结构，所述倾斜态网格结构的上端悬于水面，下端固定于河涌或水塘的河床表面，使倾斜态网格结构与水流方向呈35°～60°的角度；所述倾斜态网格结构的上部悬挂碳素纤维，下部固定有无纺布，所述无纺布上缘设置有曝气结构。本发明可拦截下层水体中底泥悬浮物并加速其沉淀的同时生成自生动态膜，结合合理的曝气结构驯化河道微生物群落，并利用碳素纤维表面固定微生物对表层水体进行净化，工艺过程易于管理和控制，投资少、运行费用低，且工法在保证水质效果的同时不影响河涌水流特性，可广泛应用于具有一定流速的城镇黑臭河涌原位治理。

摘要： 本发明公开了一种基于弯道水流特性的清沙装置，包括供电模块、控制模块和清沙结构，所述清沙结构包括设置在河道弯道底部的曲形过水管，所述曲形过水管底部偏凸岸侧设置有可开合的落沙板，所述落沙板底部对应设置有储沙室，所述储沙室侧壁设置有通往地面的取沙通道，所述储沙室底部设置有排水口，所述供电模块利用清洁能源发电为整个装置供电，所述控制模块用于控制落沙板的开合。整体通过控制模块集中控制，能够做到实时自动清沙储沙，从而降低对人员操作和监管的依赖性，减少运行管理成本；同时储沙室将收集的泥沙储存起来，可以将这些泥沙用到简单建筑工程等领域，变废为宝，避免资源浪费。

摘要： 本发明提供了一种用于模拟植被倒伏程度对明渠水流特性影响的实验装置及实验方法。所述装置包括水箱、进水装置、调坡装置、实验水槽、植被倒伏角度调节装置和支撑架；进水装置包括扬水泵、静水箱等，所述净水箱一侧壁开口处与实验水槽接通；植被倒伏角度调节装置安装于实验水槽的一外侧壁，调坡装置横置于水箱一侧的顶端，支撑架安装于水箱顶端另一侧，所述净水箱、实验水槽通过调坡装置和支撑架安装于水箱的上方位置。其实验方法是利用圆柱棒模拟植物、通过调节植被倒伏角度调节装置、调坡装置改变模拟植被的倒伏角度及方向、水渠坡度进行倒伏程度对明渠水流特性影响的研究，进而用于研究植被形态变化对河道洪水径流的阻力作用。

摘要： 本发明涉及一种用于研究逆流填料成型片水流特性的装置及方法，实验腔上端面与均压腔连接并连通、下端面敞开，两侧面用两块封板封闭；布水槽设置在底板的背面，底板上边沿以下处设有水平溢流槽孔，布水槽与实验腔通过水平溢流槽孔相连通，布水槽内还贯穿有一根布水管，水泵进水口与集水槽连通，水泵出水口经调节阀和水流量计后通过水管路连通到布水槽内的布水管上；面板的上部布置有多个示踪剂注入孔；均压腔的下颈部设有多个可关闭的风速测量口。将单张逆流填料成型片处在不同的水流量和风速条件下，通过拍摄示踪剂在逆流填料成型片单侧表面的扩散角以及记录示踪剂从实验腔观察面的注入孔流过一定距离所需的时间，来预判填料成型片换热性能的优劣。

摘要： 本发明涉及一种用于研究横流填料成型片水流特性的装置及方法，实验腔上端面与布水槽连接并连通，下端面没入集水槽的水面内，实验腔一侧的端面与横流风道连接并连通，横流风道上端面设有均压腔，均压腔上端面上设有多个风机，布水槽内贯穿有一根均布小孔的布水管，水泵的进水口与集水槽连接并连通，水泵的出水口经调节阀和水流量计后通过水管路从布水槽对应实验腔的底板侧的两端连接到布水槽内的布水管上；面板的上部水平布置有多个示踪剂注入孔。将单张横流填料成型片处在不同的水流量和风速条件下，通过拍摄示踪剂在横流填料成型片单侧表面的扩散角以及记录示踪剂从实验腔观察面的注入孔流过一定距离所需的时间，来预判填料成型片换热性能的优劣。

摘要： 本实用新型涉及一种用于研究逆流填料成型片水流特性的装置，实验腔上端面与均压腔连接并连通、下端面敞开，两侧面用两块封板封闭；布水槽设置在底板的背面，底板上边沿以下处设有水平溢流槽孔，布水槽与实验腔通过水平溢流槽孔相连通，布水槽内还贯穿有一根布水管，水泵进水口与集水槽连通，水泵出水口经调节阀和水流量计后通过水管路连通到布水槽内的布水管上；面板的上部布置有多个示踪剂注入孔；均压腔的下颈部设有多个可关闭的风速测量口。将单张逆流填料成型片处在不同的水流量和风速条件下，通过拍摄示踪剂在逆流填料成型片单侧表面的扩散角以及记录示踪剂从实验腔观察面的注入孔流过一定距离所需的时间，来预判填料成型片换热性能的优劣。

摘要： 本实用新型涉及一种用于研究横流填料成型片水流特性的装置，实验腔上端面与布水槽连接并连通，下端面没入集水槽的水面内，实验腔一侧的端面与横流风道连接并连通，横流风道上端面设有均压腔，均压腔上端面上设有多个风机，布水槽内贯穿有一根均布小孔的布水管，水泵的进水口与集水槽连接并连通，水泵的出水口经调节阀和水流量计后通过水管路从布水槽对应实验腔的底板侧的两端连接到布水槽内的布水管上；面板的上部水平布置有多个示踪剂注入孔。将单张横流填料成型片处在不同的水流量和风速条件下，通过拍摄示踪剂在横流填料成型片单侧表面的扩散角以及记录示踪剂从实验腔观察面的注入孔流过一定距离所需的时间，来预判填料成型片换热性能的优劣。

摘要： 本实用新型涉及一种适用于多类型河道交汇口水流特性研究的实验装置。目的是提出的装置应能实现对不同类型交汇口的水流特性的实验，并具有操作简单、重复利用率高的特点。技术方案是：一种适用于多类型河道交汇口水流特性研究的实验装置，其特征在于该装置包括由一号水槽、二号水槽和三号水槽组成的Y型对称河道交汇实验单元、由三号水槽和四号水槽组成的两顺直河道交汇实验单元、由五号水槽、U型水槽和六号水槽组成的弯曲河道与顺直河道交汇实验单元、由一号水池、二号水池、三号水池和四号水池组成的供水水池组以及外置槽；所述外置槽通过卡槽布设于一号水槽至五号水槽以及U形水槽的顶部。