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涉河桥梁阻水影响因素研究 被引量:27
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作者 丁伟 唐洪武 +1 位作者 戴文鸿 肖洋 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2011年第4期52-56,共5页
采用VOF(volume of fluid)方法和标准k-ε模型,对涉河桥梁桥墩附近河段三维流场进行了精细模拟,通过不断改变桥墩宽、桥墩数、桥梁跨径、桥墩和水流的夹角、桥梁和水流的夹角和桥墩的布置形式等,进一步分析各个因素对桥梁壅水的影响.计... 采用VOF(volume of fluid)方法和标准k-ε模型,对涉河桥梁桥墩附近河段三维流场进行了精细模拟,通过不断改变桥墩宽、桥墩数、桥梁跨径、桥墩和水流的夹角、桥梁和水流的夹角和桥墩的布置形式等,进一步分析各个因素对桥梁壅水的影响.计算分析成果表明桥墩在桥梁稳定的前提下,减少其宽度可以有效地降低壅水高度,同时双圆柱型桥墩有利于降低壅水高度.桥墩轴线尽可能顺应水流流向,桥梁轴线尽可能与水流流向垂直,至少要将夹角控制在65°以上. 展开更多
关键词 桥梁壅水 数值模拟 VOF方法
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含沙波明渠水流摩阻流速模型研究 被引量:6
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作者 余江 杨奉广 +1 位作者 毋敏 刘兴年 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2014年第4期18-25,共8页
当河流中存在沙波时,工程上常采用爱因斯坦的水力半径切割法求解河床阻力,该方法中将水力半径划分为平整床面对应的水力半径R'b和沙波存在时额外增加的水力半径Rb″。不同学者在利用对数公式求解平整床面摩阻流速时,床面粗糙度ks的... 当河流中存在沙波时,工程上常采用爱因斯坦的水力半径切割法求解河床阻力,该方法中将水力半径划分为平整床面对应的水力半径R'b和沙波存在时额外增加的水力半径Rb″。不同学者在利用对数公式求解平整床面摩阻流速时,床面粗糙度ks的取值不同,本文利用348组实测平整床面数据对ks进行率定,率定结果表明ks可用中值粒径d50代替。由于紊流对数流速公式只适用于紊流粗糙区,为求解紊流过渡区内流速,爱因斯坦在公式中加入修正系数χ,本文通过分析经典的尼古拉兹管流试验数据得到了χ的统一表达式。此外,由于Rb″是由床面不平整而产生的,通过分析实测数据,找出了静平整床面以及动平整床面所处的区域,并且求出其表达式,解决了爱因斯坦原始文献中求解Rb″时不能剔除动平整床面的难题,最后,在实测数据的基础之上,得到了Rb″的统一表达式。通过与935组实验数据和40组野外实测数据比较,发现本文摩阻流速模型的计算值与实测摩阻流速值吻合度较好。 展开更多
关键词 沙波 沙粒阻力 沙波阻力 修正系数 水力半径
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水下航行体俯仰运动微气泡流形态及减阻特性试验研究 被引量:5
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作者 宋武超 王聪 +1 位作者 魏英杰 夏维学 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1216-1225,共10页
为研究水下航行体俯仰运动过程中,微气泡流形态及减阻特性的变化规律,采用自主设计的驱动装置、高速摄像系统和测力系统,在水洞中开展水下航行体俯仰运动微气泡减阻特性试验研究。基于该驱动装置,实现了航行体模型以正弦变化规律的角速... 为研究水下航行体俯仰运动过程中,微气泡流形态及减阻特性的变化规律,采用自主设计的驱动装置、高速摄像系统和测力系统,在水洞中开展水下航行体俯仰运动微气泡减阻特性试验研究。基于该驱动装置,实现了航行体模型以正弦变化规律的角速度绕其头部转动;基于高速摄像系统,分析了微气泡流形态变化特性;基于测力系统,分析了俯仰运动过程中水下航行体流体动力特性及不同通气量下微气泡减阻特性变化规律。试验结果表明:较低通气量下,在水下航行体俯仰运动过程中,离散的微气泡始终均匀分布在航行体表面;随着通气量的增加,微气泡流密度逐渐增加,透明度逐渐降低,并最终融合成透明空泡;航行体俯仰运动过程中,其航行体轴向力系数和法向力系数基本呈正弦变化规律,且其周期与攻角变化周期基本同步;不同通气量下航行体轴向力系数的变化规律基本相同,均呈正弦变化规律,且随着通气量的增加,相同姿态下的航行体轴向力系数逐渐减低,并最终趋于恒定。 展开更多
关键词 水下航行体 俯仰运动 微气泡 减阻特性 水洞试验
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半疏水-半亲水球体垂直入水空泡数值仿真研究 被引量:6
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作者 孙钊 曹伟 +1 位作者 王聪 路中磊 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期968-977,共10页
采用流体体积多相流模型耦合连续表面力模型,对具有非对称表面润湿性的半疏水-半亲水球体垂直入水空泡形态发展过程进行数值仿真,分析了半疏水-半亲水球体垂直入水过程中受到的流体动力。研究结果表明:半疏水-半亲水球体垂直入水后,产... 采用流体体积多相流模型耦合连续表面力模型,对具有非对称表面润湿性的半疏水-半亲水球体垂直入水空泡形态发展过程进行数值仿真,分析了半疏水-半亲水球体垂直入水过程中受到的流体动力。研究结果表明:半疏水-半亲水球体垂直入水后,产生非对称入水空泡及"心"型喷溅,同时球体运动轨迹将偏离原竖直运动轨道,由疏水半球一侧向亲水半球一侧偏斜;入水初期,在球体表面形成液体薄层运动,在疏水半球一侧,液体薄层与球体表面分离,导致空气进入形成敞开空泡;在亲水半球体一侧,液体薄层沿球体表面向上运动最终在球体顶点汇聚;液体薄层汇聚后形成楔形流,楔形流在球体顶点与球体表面分离,继续向疏水半球一侧产生的入水空泡壁面运动并撞击,形成"心"型喷溅。 展开更多
关键词 流体力学 多相流 半疏水-半亲水球体 垂直入水 表面润湿性 数值仿真 空泡
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流动减阻的研究综述 被引量:10
5
作者 王英奎 江春波 李玲 《水力发电》 北大核心 2008年第2期67-70,共4页
目前,对于流动减阻的相关研究和应用越来越多,许多有效的流动减阻方法得到了广泛的应用。对于这些方法的减阻机理,一般认为是通过增加粘性底层的厚度实现减阻的。其中,高聚合物添加剂减阻的方法在石油输运、消防及船舶等众多领域广泛应... 目前,对于流动减阻的相关研究和应用越来越多,许多有效的流动减阻方法得到了广泛的应用。对于这些方法的减阻机理,一般认为是通过增加粘性底层的厚度实现减阻的。其中,高聚合物添加剂减阻的方法在石油输运、消防及船舶等众多领域广泛应用,效果比较显著,在机理上有"粘弹说"、"应力各向异性说"等理论研究。然而,目前关于流动减阻机理的研究还不是十分成熟,需要进一步进行研究。 展开更多
关键词 减阻 高聚合物添加剂 综述
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峡谷河道综合糙率变化规律的预报 被引量:4
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作者 秦荣昱 王崇浩 +1 位作者 刘淑杰 刘峡 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 1995年第1期59-69,共11页
本文揭示了峡谷与宽谷河道水流结构特性与阻力损失的机理和同异,指出前者的综合糙率常比后者大1~3倍,其原因除了通常认识的周界粗糙度不同有影响外,主要因素是河型和断面形态不同,紊流涡体的产生、规模、强度和分布不同,集中表... 本文揭示了峡谷与宽谷河道水流结构特性与阻力损失的机理和同异,指出前者的综合糙率常比后者大1~3倍,其原因除了通常认识的周界粗糙度不同有影响外,主要因素是河型和断面形态不同,紊流涡体的产生、规模、强度和分布不同,集中表现在水流内部结构不同所引起的能损不同的结果.论证了阻力系数公式(5)仍可用于三维水流。但卡门常数K值不再是0.4;峡谷河道水流的K值可用式(8)或式(9)求解。宽阔河道水流的K值可用文献[4]的公式计算.在动床水流中,K值不仅是表征流速分布变化的一个参数,也是衡量水流阻力系数变化和床面形态定性变化的一个指标,是阻力系数的重要组成部份.引入紊流能损理论(即K值的变化)之后,水流阻力变化规律便与水流结构变化和床面形态变化建立起有机的联系,取得了与实测值基本一致的结果,解决了现有的糙度阻力系数公式无法求解超高(低)阻力的难题. 展开更多
关键词 水流结构 卡门常数 综合糙率 峡谷河道 超高阻力 阻力损失机理
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黄河下游河道排洪能力分析 被引量:7
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作者 曲少军 申冠卿 +1 位作者 魏向阳 何红生 《人民黄河》 CAS 北大核心 2000年第11期3-4,共2页
通过实测资料分析 ,黄河下游河道在持续萎缩情况下 ,漫滩洪水滩地过流比有增大趋势 ,洪水期间仍是“淤滩刷槽” ,主槽同流量的平均流速并未减小。论证了下游河道洪水期水位流量关系线随着流量的增大渐趋平缓的线型特征。在评述已有河道... 通过实测资料分析 ,黄河下游河道在持续萎缩情况下 ,漫滩洪水滩地过流比有增大趋势 ,洪水期间仍是“淤滩刷槽” ,主槽同流量的平均流速并未减小。论证了下游河道洪水期水位流量关系线随着流量的增大渐趋平缓的线型特征。在评述已有河道排洪能力分析方法的基础上 ,对近年来黄河下游河道排洪能力的计算分析方法作了阐述 。 展开更多
关键词 漫滩洪水 河道排洪能力 水力因子法 黄河下游
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两种流道形式三通内部流场数值模拟 被引量:5
8
作者 孙鑫 范世峰 +2 位作者 邱秀云 李琳 牧振伟 《中国农村水利水电》 北大核心 2009年第3期59-62,共4页
应用数值计算软件对T形结构和优化型结构流道形式三通管道的湍流流动进行了分析计算,采用Segre-gated隐式解法应用标准k-ε双方程模型计算湍流粘度得到了三通管内部的流场分布,并对三通管道内流动的特性进行分析,得出三通管道湍流流动... 应用数值计算软件对T形结构和优化型结构流道形式三通管道的湍流流动进行了分析计算,采用Segre-gated隐式解法应用标准k-ε双方程模型计算湍流粘度得到了三通管内部的流场分布,并对三通管道内流动的特性进行分析,得出三通管道湍流流动的计算结果。对比两种不同流道形式的三通管道内流动的特性,得出了两种三通管道湍流流动的计算结果和较小局部水头损失的流道形式。 展开更多
关键词 三通管 流场 数值模拟 水头损失
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对圆管突然缩小局部阻力系数的研究 被引量:11
9
作者 孙琳 赵宝峰 郭春力 《水利科技与经济》 2010年第4期367-368,共2页
以圆形管路的突然缩小为例,对管路的局部阻力系数ξ作了实验、分析和理论研究,证实传统的理论公式存在较大的误差。在紊流状态下,圆形管路突然缩小局部阻力系数可以看作雷诺数的函数,采用3次多项式可以将局部阻力系数与雷诺数很好地结... 以圆形管路的突然缩小为例,对管路的局部阻力系数ξ作了实验、分析和理论研究,证实传统的理论公式存在较大的误差。在紊流状态下,圆形管路突然缩小局部阻力系数可以看作雷诺数的函数,采用3次多项式可以将局部阻力系数与雷诺数很好地结合起来。 展开更多
关键词 突然缩小 局部水头损失 局部阻力系数 雷诺数
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大口径预应力钢筒混凝土管当量粗糙度取值探究 被引量:4
10
作者 常胜 牧振伟 李新 《水电能源科学》 北大核心 2016年第5期124-127,123,共5页
为了探究大口径预应力钢筒混凝土管(PCCP管)当量粗糙度取值问题,以新疆三个泉倒虹吸管(DN2 800mm)及天津新地河泵站PCCP试验管(DN1 600mm)为例,通过库尔干诺夫式判别大口径PCCP管水流流态,选用齐恩公式、哈兰德公式计算PCCP管9个... 为了探究大口径预应力钢筒混凝土管(PCCP管)当量粗糙度取值问题,以新疆三个泉倒虹吸管(DN2 800mm)及天津新地河泵站PCCP试验管(DN1 600mm)为例,通过库尔干诺夫式判别大口径PCCP管水流流态,选用齐恩公式、哈兰德公式计算PCCP管9个典型当量粗糙度对应的多组流量工况下的管道水头损失值,并将计算结果与实测资料做了对比分析。结果表明,新疆三个泉倒虹吸PCCP管当量粗糙度取值范围为0.03~0.07mm;天津新地河泵站PCCP试验管当量粗糙度取值范围为0.05~0.07 mm;建议大口径PCCP管当量粗糙度取0.10mm。研究成果为下一步研究奠定了基础。 展开更多
关键词 大口径管道 当量粗糙度 PCCP管 齐恩公式 哈兰德公式
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非淹没挺水植被水流特性试验研究 被引量:10
11
作者 景何仿 张凯 +1 位作者 杨程 董建强 《水力发电》 北大核心 2017年第12期105-108,共4页
为了研究含水生植物的水流特性,在实验室水槽中,进行了系列实验,利用玻璃棒代替水生挺水植被。玻璃棒的直径为6 mm,根据植被疏密程度和排列方式不同设置4种不同工况,利用三维激光多普勒测速仪(laser Doppler velometer,LDV)及水位计等... 为了研究含水生植物的水流特性,在实验室水槽中,进行了系列实验,利用玻璃棒代替水生挺水植被。玻璃棒的直径为6 mm,根据植被疏密程度和排列方式不同设置4种不同工况,利用三维激光多普勒测速仪(laser Doppler velometer,LDV)及水位计等仪器测量了不同工况下的水位分布、流速分布等。根据实测结果对植被区水面坡降、水流流速等进行了计算、分析和讨论。通过研究发现,植被区水面坡降、流速大小与植被的排列方式、疏密程度有密切关系。 展开更多
关键词 水生植被 水流流速 LDV 水面坡降
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突然缩小圆管局部水头损失系数试验研究 被引量:28
12
作者 李栋浩 王文娥 +1 位作者 葛茂生 余坤 《水利与建筑工程学报》 2011年第4期22-24,共3页
管网布置及设计中,局部损失的计算非常重要,但由于其影响因素多,目前常采用经验值简化计算,误差较大。突然缩小圆管是一种常见的管道连接方式,对其局部阻力系数影响因素进行试验研究具有重要的意义。通过对一定水头时不同突缩比塑料圆... 管网布置及设计中,局部损失的计算非常重要,但由于其影响因素多,目前常采用经验值简化计算,误差较大。突然缩小圆管是一种常见的管道连接方式,对其局部阻力系数影响因素进行试验研究具有重要的意义。通过对一定水头时不同突缩比塑料圆管的局部水头损失试验,测定了管道的流量、水温、测压管水头,分析研究了局部阻力系数与流速、管径及温度之间的关系。结果表明,在紊流光滑区,突然缩小圆管的局部阻力系数与雷诺数的对数呈良好的线性关系,得到了相关关系式;随着收缩比的减小其斜率逐渐减小。为更加准确的计算局部水头损失提供了良好的参考。 展开更多
关键词 突然缩小圆管 局部阻力系数 雷诺数 突缩比
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三个泉倒虹吸预应力钢筒混凝土管沿程水头损失计算分析 被引量:3
13
作者 常胜 牧振伟 万连宾 《水电能源科学》 北大核心 2015年第9期95-98,共4页
针对三个泉倒虹吸过流量富余的问题,基于工程特点及其水力设计方法,借鉴大口径钢管和预应力钢筒混凝土管(PCCP管)当量粗糙度的取值,根据雷诺数与相对粗糙度,结合莫迪图判别分析了大流量工况下倒虹吸管道水流流态,在此基础上,利用齐恩公... 针对三个泉倒虹吸过流量富余的问题,基于工程特点及其水力设计方法,借鉴大口径钢管和预应力钢筒混凝土管(PCCP管)当量粗糙度的取值,根据雷诺数与相对粗糙度,结合莫迪图判别分析了大流量工况下倒虹吸管道水流流态,在此基础上,利用齐恩公式、海曾—威廉公式、谢才公式分别计算了三个泉倒虹吸水头损失值,并与实测资料进行对比分析。结果表明,随着管径增大,管壁光滑程度增加,使得PCCP管内水流处于紊流过渡区而非阻力平方区,因此不应选用谢才公式,而这正是导致三个泉倒虹吸过流能力与设计标准不符的主要原因。此外,发现齐恩公式、海曾—威廉公式适用于大口径有压PCCP管沿程水头损失计算。 展开更多
关键词 倒虹吸 预应力钢筒混凝土管 大口径管道 沿程水头损失 流态判别 齐恩公式 海曾—威廉公式
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多股射流入流间距对下游水力特性影响分析 被引量:3
14
作者 王晓鹏 范晏岗 郑铁刚 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2016年第4期52-57,共6页
基于RNG k-ε紊流模型和VOF自由表面追踪法,采用非均匀结构网格技术,建立了三维紊流数学模型,并对多股底流水跃进行了三维模拟,详细分析了入流间距对多股底流消能下游流态的影响规律,探讨了不同孔距比下消力池内的漩涡特性。研究结果表... 基于RNG k-ε紊流模型和VOF自由表面追踪法,采用非均匀结构网格技术,建立了三维紊流数学模型,并对多股底流水跃进行了三维模拟,详细分析了入流间距对多股底流消能下游流态的影响规律,探讨了不同孔距比下消力池内的漩涡特性。研究结果表明:入流间距对单股主流两侧流态影响显著,当孔距比大于1.5时,有回流形成;当孔距比大于等于2.0时,在弗汝德数约为7.0条件下,下游消力池底板附近已形成不同强度的立轴漩涡,所得成果可为相似研究提供参考。 展开更多
关键词 多股射流 底流消能 入流间距 流态 立轴漩涡
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倒虹吸有压弯管的局部水头损失系数计算方法比较 被引量:9
15
作者 王开 傅旭东 王光谦 《水资源与水工程学报》 2006年第5期1-4,16,共5页
有压弯管局部水头损失计算在倒虹吸等过水建筑物设计中至关重要。其中,转弯角和转弯形式是影响局部水头损失系数取值的重要因素。本文通过比较分析典型的有压弯管局部水头损失系数计算公式,结合水工模型试验资料的验证,考察了不同计算... 有压弯管局部水头损失计算在倒虹吸等过水建筑物设计中至关重要。其中,转弯角和转弯形式是影响局部水头损失系数取值的重要因素。本文通过比较分析典型的有压弯管局部水头损失系数计算公式,结合水工模型试验资料的验证,考察了不同计算公式的性能。对小转弯角(<20°)情形,分析了转弯半径和转弯形式对局部水头损失系数的影响。结果表明,转弯角小于17°时,折弯管的局部水头损失系数不大于圆形缓弯管,在低水头、大流量的输水工程的倒虹吸设计中可以考虑采用折弯管形式。 展开更多
关键词 倒虹吸 有压弯管 局部水头损失 损失系数
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大口径有压玻璃钢管水力计算公式分析 被引量:2
16
作者 常胜 牧振伟 万连宾 《水电能源科学》 北大核心 2014年第10期159-161,共3页
在探究新疆小洼槽倒虹吸工程输水流量达不到设计要求的背景下,以大口径有压玻璃钢管为研究对象,参考借鉴前人经验,利用海曾威廉公式、齐恩公式、谢才公式计算分析了小洼槽倒虹吸水头损失。结果表明,与常规有压管道不同,大口径有压玻璃... 在探究新疆小洼槽倒虹吸工程输水流量达不到设计要求的背景下,以大口径有压玻璃钢管为研究对象,参考借鉴前人经验,利用海曾威廉公式、齐恩公式、谢才公式计算分析了小洼槽倒虹吸水头损失。结果表明,与常规有压管道不同,大口径有压玻璃钢管内水流流态并非传统认为的处于紊流粗糙区,而是在紊流过渡区,故谢才公式不适用于大口径有压玻璃钢管的水力计算;不同公式对小洼槽工程的计算论证得出,海曾威廉公式能够满足大口径有压玻璃钢管水力计算要求,并修正了在经济流速下常见管径所对应的沿程摩擦系数,为同类管材的输水工程设计提供了借鉴。 展开更多
关键词 大口径有压管道 玻璃钢管 水力计算 水力分区 海曾威廉公式
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膜态沸腾球体水下运动减阻特性 被引量:1
17
作者 李佳川 魏英杰 +1 位作者 王聪 夏维学 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期345-352,共8页
为揭示膜态沸腾球体水下运动减阻机理,基于计算流体力学方法,采用Mixture多相流模型,耦合蒸发-冷凝相变模型,对亚临界雷诺数范围内的膜态沸腾球体绕流减阻特性进行数值仿真,得到的阻力系数与文献[11]实验结果具有较好的一致性。对比分... 为揭示膜态沸腾球体水下运动减阻机理,基于计算流体力学方法,采用Mixture多相流模型,耦合蒸发-冷凝相变模型,对亚临界雷诺数范围内的膜态沸腾球体绕流减阻特性进行数值仿真,得到的阻力系数与文献[11]实验结果具有较好的一致性。对比分析了普通球体与膜态沸腾球体的绕流特性,研究了雷诺数对膜态沸腾球体绕流特性的影响,分析了膜态沸腾球体绕流运动减阻机理。仿真结果表明:膜态沸腾球体蒸汽膜的存在使球体壁面的无滑移边界条件转化为蒸汽膜的滑移边界条件,减小了壁面对流体的粘滞作用,使流动分离点向尾部移动,减小了球体绕流阻力;蒸汽会在球体尾部发生堆积,随着雷诺数的增大,堆积位置向后移动,阻力系数变小,尾部流动更趋于流线型。 展开更多
关键词 膜态沸腾球体 蒸汽膜 绕流特性 水下运动 减阻特性
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基于势流理论的门桥兴波阻力计算 被引量:1
18
作者 程建生 王景全 王建平 《解放军理工大学学报(自然科学版)》 EI 2003年第2期56-59,共4页
提出了门桥漕渡水阻力计算 ,特别是兴波阻力计算的新方法。该方法基于势流理论 ,考虑门桥的漕渡速度和水流速度 ,通过坐标变换 ,确定了速度势的适定性条件。并选择合适的格林函数满足除门桥湿表面以外的其他定解条件 ,则场内的速度势只... 提出了门桥漕渡水阻力计算 ,特别是兴波阻力计算的新方法。该方法基于势流理论 ,考虑门桥的漕渡速度和水流速度 ,通过坐标变换 ,确定了速度势的适定性条件。并选择合适的格林函数满足除门桥湿表面以外的其他定解条件 ,则场内的速度势只要由这一格林函数及其法向导数在门桥的湿表面上分布即可决定 ,大大降低了计算工作量。最后 。 展开更多
关键词 门桥漕渡 速度势 兴波阻力 水阻力 漕波速度 水流速度 势流理论 数值计算
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内河船舶航行阻力计算方法讨论 被引量:27
19
作者 李一兵 《水道港口》 2002年第1期7-11,共5页
通过分析计算实船和船模试验实测资料 ,对山区河流和丘陵河流船舶航行阻力计算方法的区别以及船队航行阻力的计算方法进行了探讨 。
关键词 山区河流 丘陵河流 船舶航行阻力 计算
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穿黄隧洞水头损失的模型试验分析 被引量:2
20
作者 郑双凌 马吉明 张永良 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2007年第6期5-7,共3页
南水北调中线全线自流,各渠段水头分配很严格,穿黄隧洞作为路线上的关键工程,正确估算其水头损失非常重要。文章利用1:29.17的正态模型对穿黄隧洞的沿程水头损失系数λ与Re的关系进行了研究;对穿黄隧洞的总水头损失进行了测量,并与计算... 南水北调中线全线自流,各渠段水头分配很严格,穿黄隧洞作为路线上的关键工程,正确估算其水头损失非常重要。文章利用1:29.17的正态模型对穿黄隧洞的沿程水头损失系数λ与Re的关系进行了研究;对穿黄隧洞的总水头损失进行了测量,并与计算结果进行比较。所获得的设计与校核流量下的总水头损失值,可供工程设计、校核参考。 展开更多
关键词 南水北调 穿黄隧洞 水头损失 模型试验
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