紊动强度

摘要： 渠道糙率的变化会造成渠道各个水力要素产生相应的改变。通过对梯形渠道进行不同方式的加糙,并用电磁流速仪测量流速,分析在不同加糙方式下流速变化、不同形状的加糙形式对水流流速引起的变化以及糙率和各水力要素之间的关系。分析结果表明:当流量不变、加糙方式一定时,糙率随着设计水深的增大而增大;断面平均流速随着糙体间距的增大而增大;当流量不变、水深一定时,糙体布置间距越小,水流的纵向紊动强度越大;水深和糙体间距不变时,随着流量的增大,水流的纵向紊动强度增大,但变化不明显。

摘要： 倒虹吸是常见的输水建筑物,因倒虹吸进水口前端来水流量不同而出现过渡段内水面横向波动现象,从而加剧水流紊动强度,不利于倒虹吸管道运行。选取南水北调中线工程西小屯沟排水倒虹吸作为参照,构建水工模型进行试验研究,通过对照不同来水流量下过渡段内的水面横向变化、水面沿程变化以及垂向流速的横向变化,分析不同来水流量下过渡段内的水流特征,剖析水面波动和水流紊动强度加剧的深层原因。结果表明:倒虹吸进水口前端存在明显水跃现象,导致过渡段内水流沿断面横向呈非对称分布;受过渡段内水深的影响,过渡段内水流紊动强度随来水流量的增大而减弱。

摘要： 阶梯形丁坝在航道整治中应用广泛,但其水流结构研究仍不充分。基于PIV室内水槽试验,探讨阶梯形丁坝区无量纲纵向时均流速u^(+)、紊动强度T^(+)_(u)、雷诺应力R^(+)和紊动能E^(+)的分布规律。结果表明:丁坝水流在纵剖面上可划分为顺流区、回流区和过渡区,丁坝内侧至一级丁坝坝头各剖面u^(+)高速区位于坝顶上部,低速区和回流区位于坝顶下部;丁坝外侧各剖面u^(+)沿程变化表现为先增大后减小。受水流翻越坝顶影响,丁坝上游各垂线的T^(+)_(u)随y^(+)变化明显,而下游各垂线的T^(+)_(u)变化相对平缓。R^(+)高值区位于坝顶附近且呈带状,流量较小时,R^(+)沿y^(+)的垂线变化相对平缓,坝顶附近R^(+)分布曲线呈“S”形,流量增大后丁坝上游R^(+)变化加剧。E^(+)高值区由坝顶向水槽底部和水面扩散呈三角状,且E^(+)随流量的增加而增大。

摘要： 侧式进出水口出流工况水流呈现扩散态,拦污栅断面脉动流速很大,可能危及拦污栅安全,其脉动流速变化规律及产生原因有待进一步探讨。本文建立了典型进出水口试验装置,利用激光多普勒流速仪与声学多普勒流速仪开展试验研究。结果表明:在靠近扩散水流末端的拦污栅断面脉动流速很大,流速脉动值可达时均值的1.8倍,平均紊动强度为0.724,该断面流速脉动呈现出明显的正态性,其概率密度分布基本服从正态分布;水流自输水隧洞段经扩散段、调整段、防涡段、向库区流动的过程中,紊动强度沿程呈现先增大后减小的变化规律,水流在输水隧洞段脉动流速小,在扩散段及调整段内脉动流速沿程均较大,脉动流速值接近时均值,甚至大于时均值,进一步解释了拦污栅断面脉动流速很大的原因。拦污栅断面及进出水口沿程的脉动流速规律有别于对脉动流速的一般认知规律。研究成果将为进出水口体型参数优化及分析引起拦污栅振动破坏提供理论依据。

摘要： 通过物理模型试验,研究方形薄壁生态护岸结构不同孔隙率条件下的水力特性。结果表明:不同孔隙率下水面线变化趋势基本一致;孔隙率越大,护岸区内水流减速效果越好;紊动强度和孔隙率呈正相关性;护岸前、后断面剪切应力沿横向分布规律基本一致,整体上呈先增大再减小的趋势,纵向分布平顺,剪切力大致相同。

摘要： 灌区分水口多为直角,附近普遍存在冲刷、淤积及结构破坏现象。天然河流分、汇流多为锐角,为探索非直角分水口区域明渠水流紊动特性,以30°分水角明渠为研究对象,采用声学多普勒点式流速仪测量各断面上的三维瞬时流速,分析典型断面上的时均流速、环流强度、紊动强度、紊动能和床面剪切应力分布规律。试验结果显示:分水口处水流横向流速沿渠宽方向变化较大,易形成环流,导致局部冲淤现象明显;靠近口门侧水流紊动强度变化剧烈且分布无规律,最大值出现在口门上唇断面;分水口处下层水体紊动能明显大于上层水体,紊动能较大值多集中在口门附近;口门断面下唇附近床面剪切应力较大,易出现冲刷侵蚀,破坏渠道稳定;与直角分水口相比,分水角为30°时,泥沙颗粒不易进入侧渠道,水流对渠底及边壁侵蚀速率较低。研究结果可为灌区渠系设计及运行提供参考。

摘要： 为研究多孔出流泄洪消能特性与场地振动响应,文章以向家坝工程为例,参考原型调度情况,模拟4种不同调度方式下的泄洪过程,得到4种计算工况下流场、冲击压强、紊动能与紊动强度值,从水动力学角度分析不同调度方式下的消能特性以及消力池处紊动强度与场地振动响应的关系。结果表明:各计算工况泄洪消能效果良好;泄流量一定且开启孔口数相同时,通过改变孔口调度方式可进一步提升消能率;消力池底板和边墙处紊动强度计算幅值与原型观测振动加速度峰值显著相关,其中底板处紊动强度与场地振动正相关,边墙处紊动强度与场地振动负相关。根据计算结果,文中提出可供实际工程参考的优选调度方案。

摘要： 为了研究水生植物对水流结构和泥沙淤积的影响,针对不同布置的沉水植物进行33组浑水水槽试验.结果表明,矮株植物区流速冠顶下为二次多项式分布,以上为对数分布;考虑相对株距的影响,建立矮株植物区紊动强度的双高斯垂线分布公式,按该公式计算的流速和紊动强度与实测资料较吻合.高株植物区流速呈"C"型分布,紊动强度以冠顶附近最大.3种株距布置时,混合植物冠顶以下平均流速为无植物时的32.5％～72.3％.提出小弗汝德数(Fr≤0.18)条件下矮株植物区相对淤积增量与水流强度和相对株距的非线性关系.在相同水流和株距下,混合植物淤积量高达无植物时的7倍,高株植物次之,随着株距的减小促淤效果逐渐增强.

摘要： 在异侧布置竖缝与矩形中孔组合式鱼道水槽中,利用声学多普勒测速仪(ADV)量测了鱼道水池中的三维瞬时流速,剖析了不同水平面、纵剖面和横断面上的流动特征,给出了时均流速、紊动强度和雷诺应力的变化特征.试验结果表明:水平面上流动特征呈孔口射流与竖缝壁面射流汇聚,并在水池内形成一个顺时针方向的大旋涡;位于孔口纵剖面上的最大纵向流速沿程衰减较快,而在竖缝纵剖面上则由于孔口射流的并入衰减较慢;纵向流速沿横向分布存在两个峰值区,分别位于竖缝区、孔口区;在射流汇聚区、合并区,纵向流速明显比横向流速和垂向流速大;孔口区纵剖面上最大雷诺应力沿程逐渐减小,而在竖缝区则沿程逐渐增大.试验结果可供组合式鱼道设计时参考.

摘要： 利用三维ADV进行光壁石和塑料草加糙后的流速测量,比较加糙后流速、紊动强度和雷诺应力等垂向与横向分布.结果表明:加糙后流速垂向分布呈"J"型,紊动强度略呈"J"型,雷诺应力呈">"型,且塑料草对水流特性变化的影响较大;相同参数条件下加糙间距、水深越小,流量越大,流速呈"J"型分布越明显、紊动作用也越强、雷诺应力的最大值就越大;随着雷诺数或弗劳德数的增大,糙率逐渐减小,但幅度越来越小,最后趋于稳定.

摘要： 本研究建立了由束窄段、渐扩段和放宽段组成的渐扩非均匀水流概化水槽试验,采用三维声学多普勒流速仪(ADV)对水流三维流速进行了测定,获得了水流紊动强度沿程分布以及沿水深的分布,针对渐扩型水流的紊动强度进行了较为深入的研究.结果表明,水流的纵向、横向紊动强度变化规律基本相似,且均明显大于垂向值.从束窄段流经渐扩段直至放宽段的过程中,水流的紊动逐渐增强至渐扩段进口达到最大,而后逐渐减小并恢复至来流状态.试验表明,紊动强度最大值发生在渐扩段进口相对水深0.8的水深层.本研究为进一步探讨渐扩水流的紊动结构、研究断面宽度沿程变化对水流流态的影响提供了一定的基础验证资料.

摘要： 针对黄河含沙量大、干流水库不同程度淤积的状况,提出了一种水动力与强人工干预有机结合的泥沙负载提高方法,即通过气动系统使水体中产生气泡,增强水流的紊动强度及垂向流速,提高水流的挟沙、输沙能力.通过水槽试验,对黄河原型沙在气动装置辅助下的起动与输运进行了研究.结果表明:在一次排气过程中,覆盖于排气孔上方的泥沙中有28％的泥沙得以起动并被水流输送,且其中仅有8％落淤到下游水槽中,20％的泥沙被带出水槽,取得了明显的清淤效果.同时,针对小浪底水库的淤积特点,对将气动冲沙法应用到小浪底水库的可行性进行了分析并提出了初步方案.

摘要： 天然河道中的含植被水流大多是充分发展的紊流,明渠中植被的存在不仅对流速场会造成影响,也会导致紊流场发生改变.本文通过水槽试验研究了非淹没刚性植被群直径的大小对紊动强度分布的影响,采用竹签概化模拟圆形植被群落,设计了四组直径的植被群.试验表明,在植被群下游,当植被群直径较小时,紊动能垂向分布形态呈折线状,有两个拐点,随着植被群直径的增加,拐点逐渐减少甚至消失;紊动能横向分布形态不受植被群直径影响,都呈波峰状;植被群直径对紊动强度纵向分布的整体形态无影响.

摘要： 针对目前分汊河道分层流紊动特性研究的空白,通过物理模型试验探索分汊河道温差剪切分层流在不同上下层速度比与汊道宽度比影响下的紊动强度变化规律.结果表明:随着上下层流速比由大变小,汊道分层流发生从分层到混合的转捩.在混合流条件下,支汊沿程断面高紊动区由C形分布转变为倒C形分布,最终全断面紊动分布均匀;随着支汊宽度增大,高紊动区出现的断面位置呈现滞后性,且紊动能量值增大.其他分层流态条件下,强紊动能分布的范围和量值都有所变化.对于交汇口断面,对称汊道在断面中心处掺混剧烈,随着上下层流速比的增大,紊动能量值减小;不对称汊道出口断面紊动强烈区域向较窄的左支汊一侧移动,与岛屿尾尖位置密切相关.

摘要： 采用kε模型、k-ω模型对突扩明渠流动进行数值模拟,并与实验结果进行了对比分析,同时研究了不同入口流速下突扩段的三维涡结构变化特征以及紊动强度分布规律.结果表明,RNGk-ε模型的模拟结果与实验值最为接近,能较好地反映流态,模拟突扩渠道时以RNGk-ε模型为宜.基于RNGk-ε模型,沿壁面的紊动强度最大,距离壁面越远紊动强度越小,最后趋于恒定;随着突扩的产生,壁面紊动强度减小、垂向素动强度有所增大.来流速度增加时,突扩处形成的涡结构逐渐增大,回流区逐渐拉长.

摘要： 三峡水库的蓄水运用,使其河道型库区内水流有了明显的壅水型非均匀流特征,其流态的改变显著影响着泥沙输移和洪水的传播特性.采取专门实测资料,分析了库区上段的三维流速及紊动强度沿垂线的分布特征.结果表明:三峡水库上段纵向流速沿垂线分布基本符合对数流速分布公式,横向流速分布受地形影响较大,垂向流速明显,且方向一般向下;纵向与横向紊动分布与均匀流差异不大,但强度略大,垂线紊动分布与均匀流差别明显,多表现为均匀分布.壅水型非均匀流在垂向流速及垂向紊动强度上与均匀流存在较大差别,将给库区泥沙运动尤其是悬移质含沙量沿垂线分布带来明显影响.

摘要： 通过多组次水槽试验,应用旋杯式(HR-2型)流速仪等仪器设备,研究入汇角为90°时不同槽底地形和汇流比条件下交汇区下游断面水流结构特征及水流动力轴线变化.研究结果表明,交汇河段水流存在极其复杂的水力现象,水面紊动强度大小、水流结构变化等均受来水条件和河床地形的影响.

摘要： 漂浮植被占用了行洪断面积,增大了河流的阻力,遇到障物后,造成河道严重堵塞.在对有植被的河道水流问题以及相似研究的国内外研究现状的基础上,通过室内物理模型试验和数值模拟的方法,研究、分析大面积覆盖水面的漂浮植被对河道行洪能力,及其对河道水体结构、水流特性的影响.根据紊动强度和雷诺应力沿程变化,有植物覆盖区明渠水流沿流动方向可划分成三个区域,即：无植物覆盖区但受影响区、植物覆盖前缘区和充分发展的植物覆盖区.从波动幅度上看,植物覆盖区波动幅度较大;对根茎区,无植物覆盖但受影响区紊动强度不大,但较无植物覆盖时的明渠水流有明显增大,植物坝覆盖区及植物坝前缘区变化显著,尤其是植物坝前缘区的紊动强度波动很剧烈.

摘要： 山区浅水河道漂石局部区域的水流产生显著的分区,主要包括壅水减速区(T1区)、水流挤压加速区(T2区)、尾涡区(T3区)和尾流扩散区(T4区).利用三维声学多普勒测速仪(ADV)测量了不同水流条件下漂石局部区域水流运动参数,并分析了相对淹没度(h/D,平均水深与漂石有效直径之比)为0.56和1.19时水流的垂向流速和紊动能分布特征.实验表明:T1、T3区流速由减到增,T2、T4区由增到减;所测流速分布中,除T3区流速分布外,其余的分布趋势基本一致;T1、T2和T4区的紊动能随y(水深)的减小而增大,T1区的紊动能在槽底附近达到最大值,但由于漂石的影响,T2区的最大紊动能位置出现不同变化,根据不同的铺沙条件,T4区最大紊动能可能出现在河床底部,也可能偏离底部区域,当y/h＞0.2时,T3区的紊动能明显大于其他各区的值,且沿垂线在一定范围内波动.

摘要： 山区浅水河道漂石局部区域的水流产生显著的分区,主要包括壅水减速区(T1区)、水流挤压加速区(T2区)、尾涡区(T3区)和尾流扩散区(T4区).利用三维声学多普勒测速仪(ADV)测量了不同水流条件下漂石局部区域水流运动参数,并分析了相对淹没度(h/D,平均水深与漂石有效直径之比)为0.56和1.19时水流的垂向流速和紊动能分布特征.实验表明:T1、T3区流速由减到增,T2、T4区由增到减;所测流速分布中,除T3区流速分布外,其余的分布趋势基本一致;T1、T2和T4区的紊动能随y(水深)的减小而增大,T1区的紊动能在槽底附近达到最大值,但由于漂石的影响,T2区的最大紊动能位置出现不同变化,根据不同的铺沙条件,T4区最大紊动能可能出现在河床底部,也可能偏离底部区域,当y/h＞0.2时,T3区的紊动能明显大于其他各区的值,且沿垂线在一定范围内波动.

摘要： 本发明公开了水浴紊动混合射流烟气净化设备，包括固定底座，所述固定底座上固定连接有净化塔，所述净化塔的上端面设有排气口，所述净化塔内设有用于实习烟气溶液过滤分流的分流机构，所述固定底座的上端面固定连接有液位浮动指示箱，所述液位浮动指示箱上固定连接有注液口。本发明结构合理，通过设置分流机构实现对雾气冲洗过程中冲洗水浴雾气的充分接触，实现除雾的高效性，对于雾气内的PM2.5、PM10以及微细小细颗粒物的去除率显著提升的作用，通过设置冲洗喷头机构实现装置在进行冲洗过程中，净化塔内的冲洗水流成旋转式喷射水流，对于装置内的雾气起到阻挡作用，避免为处理完全的雾气通过排管排出，提升雾气的清除效率。

摘要： 本发明公开了一种确认循环动荷载作用下泥化夹层动强度及动强度指标的方法，首先根据现场采取的泥化夹层样，按照若干种不同基本物理性质指标因素和若干种不同赋存环境因素的若干种因素水平，进行排列组合，将泥化夹层试样分为若干组；将上一步中的若干组泥化夹层试样按照土工室内试验规程分别进行动三轴试验，并记录每一组泥化夹层试样的试验数据；根据上一步中的每一组泥化夹层试样的试验数据，获得各组泥化夹层动强度；根据上一步获得的不同条件下泥化夹层试样的动强度，获得每一组泥化夹层试样的动强度指标。本发明能够确定泥化夹层动强度随循环破坏周次的变化规律，为含泥化夹层岩质边坡等复杂岩体工程的抗滑稳定设计提供可靠的试验参数。

摘要： 本发明涉及一种基于植物尾流紊动的悬沙浓度预测方法，包括以下步骤：获取水动力监测数据，并对水动力监测数据进行数据预处理获得流速；基于植物刚度特性，估计植物不同高度处尾流紊动能和流速关系中的比例因子；基于流速和比例因子预测植物尾流紊动能；基于流速预测床面剪切紊动能；基于植物尾流紊动能和床面剪切紊动能预测近床面悬沙浓度。与现有技术相比，本发明考虑了植物不同高度处尾流紊动能和流速关系中比例因子的变化，同时考虑了含植物水流中尾流紊动和床面剪切紊动对泥沙起动和悬浮的综合影响，可以较准确地定量预测含植物床面的悬沙浓度。

摘要： 本发明提供一种基于紊流特性的三维紊动射流流态数值模拟方法，该方法包括以下几个步骤：在笛卡尔坐标系下基于纳维‑斯托克斯方程组NSEs建立三维射流数值模型；基于射流紊流结构，建立三角函数数值扰动方程组；分时步将扰动函数作用于射流口外层网格并率定其中参数，进行三维紊动射流流态模拟。本发明可以解决射流数值模拟过程中紊流发展不充分、流态模拟不准确问题，更加快速的获得具备各项异性特征的紊动射流，大量节省计算资源的同时，使模拟结果更加准确，在射流机理研究方面有重要意义。

摘要： 本发明涉及泄水建筑物空中水舌轮廓及其紊动边界的量测装置及方法，该装置包括：水舌平面，水舌上缘、水舌下缘、挑流鼻坎、以及多个水舌轮廓投影点，分别设置于所述水舌平面内；激光平面，与所述水舌平面平行设置；激光刻度面板，设置于所述激光平面内；激光仪，设置在所述激光刻度面板上；投影平面，投影刻度面板和水舌轮廓投影点设置于所述投影平面内。本装置和方法利用光学投影和几何换算原理，不仅可以得到水舌的时均轮廓曲线，还可以获取水舌上、下缘紊动边界区，丰富水舌特性参数，相比于传统的测量方法具有质的提升。

摘要： 本发明公开了水浴紊动混合射流烟气净化设备，包括固定底座，所述固定底座上固定连接有净化塔，所述净化塔的上端面设有排气口，所述净化塔内设有用于实习烟气溶液过滤分流的分流机构，所述固定底座的上端面固定连接有液位浮动指示箱，所述液位浮动指示箱上固定连接有注液口。本发明结构合理，通过设置分流机构实现对雾气冲洗过程中冲洗水浴雾气的充分接触，实现除雾的高效性，对于雾气内的PM2.5、PM10以及微细小细颗粒物的去除率显著提升的作用，通过设置冲洗喷头机构实现装置在进行冲洗过程中，净化塔内的冲洗水流成旋转式喷射水流，对于装置内的雾气起到阻挡作用，避免为处理完全的雾气通过排管排出，提升雾气的清除效率。

摘要： 本发明涉及一种水流紊动区预应力锚索结构，属于预应力锚索施工技术领域。本发明包括锚索索体，锚索索体的内侧端伸入初始开挖坡面、外侧端采用锚具进行锁定，锚具位于锚墩混凝土的外端面处、并通过封锚混凝土进行封闭固定；初始开挖坡面上浇筑有贴坡混凝土，锚墩混凝土也浇筑于初始开挖坡面上，并且贴坡混凝土将锚墩混凝土和封锚混凝土包裹在其内部。本发明所提供的预应力锚索结构，或与贴坡混凝土结合成一个有机整体，或直接利用贴坡混凝土，锚索不再直接受紊动水流影响，具有防止紊动区水流冲刷破坏功能、且具有良好的耐久性。

摘要： 本实用新型公开了一种用于紊动环境下絮凝特性研究的自控制拍照装置，包括搅拌室和相机系统，所述搅拌室一侧设有相机系统，所述搅拌室内设有转动轴，转动轴下部设有叶轮，转动轴顶部伸出搅拌室顶部，其伸出端与传动机构连接，所述的相机系统包括相机，所述相机的镜头前端设有LED光圈，所述相机与单片机控制器连接。本实用新型将粒度分析简易化，突破传统粒度分析的方法，不仅可以在静态环境下对絮团进行拍照分析，还可以通过调节马达输出功率研究在不同紊动条件下覆膜微塑料的絮凝情况；在相机系统中设有单片机自控制系统，自动控制LED光源并触发相机拍照获取图像，可根据具体紊动情况设定间隔时间及连续拍摄照片数量，操作简单方便。

摘要： 本发明公开了一种由工程建设引发的河道强紊动区的河床变形预测方法，采用由工程建设引发的强紊动区各网格节点水流紊动强度与河道整体平均紊动强度值之比λ，对强紊动区饱和挟沙力进行修正，以使计算得到的河床变形值更符合实际情况，具有较好的计算精度。

摘要： 本发明公开了一种由工程建设引发的河道强紊动区的河床变形预测方法，采用由工程建设引发的强紊动区各网格节点水流紊动强度与河道整体平均紊动强度值之比λ，对强紊动区饱和挟沙力进行修正，以使计算得到的河床变形值更符合实际情况，具有较好的计算精度。