非均匀散粒粗糙床面明渠水流流速结构PIV试验研究

1

作者 阎鑫铭 钟亮 李国际 《水电能源科学》 北大核心 2024年第7期57-61,共5页

鉴于床面非均匀散粒粗糙直接影响明渠水流的流速结构问题,基于PIV水槽试验,研究了非均匀散粒粗糙床面明渠水流的流速结构,探讨了水流时均流速沿流向和沿垂线的分布规律,分析了脉动流速的象限分布特征。结果表明,梅花形排列的大尺度非均... 鉴于床面非均匀散粒粗糙直接影响明渠水流的流速结构问题,基于PIV水槽试验,研究了非均匀散粒粗糙床面明渠水流的流速结构,探讨了水流时均流速沿流向和沿垂线的分布规律,分析了脉动流速的象限分布特征。结果表明,梅花形排列的大尺度非均匀散粒粗糙显著影响了颗粒顶部以下的水流结构,大、小颗粒周围时均流速结构相似,颗粒大小明显影响了流动分离区形状尺度和内外层流体分界点位置;象限分析显示外层流体中,大颗粒使其上方区域Q2、Q4事件的概率减小;内层流体中Q1、Q3事件占主导,颗粒上游及大颗粒附近相比下游及小颗粒附近更易产生强紊流事件。 展开更多

关键词 非均匀散粒粗糙床面 明渠水流 时均流速 脉动流速 象限分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

密排粗糙床面明渠水流的流速结构 被引量：5

2

作者 张建梅 钟亮 刘珺洁 《水电能源科学》 北大核心 2018年第10期108-112,共5页

密排粗糙床面在江河治理工程措施中应用广泛,采用不同直径d的圆形玻璃珠制作了3种密排加糙床面,基于光滑床面和密排加糙床面的8组PIV水槽明渠均匀紊流试验资料,研究床面粗糙对明渠水流流速结构的影响规律。结果表明,密排加糙床面明渠紊... 密排粗糙床面在江河治理工程措施中应用广泛,采用不同直径d的圆形玻璃珠制作了3种密排加糙床面,基于光滑床面和密排加糙床面的8组PIV水槽明渠均匀紊流试验资料,研究床面粗糙对明渠水流流速结构的影响规律。结果表明,密排加糙床面明渠紊流的理论床面位置约在颗粒顶部以下0.15d处;粘性底层以外区域的纵向时均流速垂线分布满足对数公式,卡门常数κ=0.4,积分常数A=9.6~11.8,且A随粗糙雷诺数Re_*呈幂函数递增变化;床面加糙对内区流速的影响大于外区。脉动流速u、v的空间自相关系数C_(uu)、C_(vv)为正值,空间互相关系数C_(uv)、C_(vu)为负值,C_(uu)云图分布大体呈水平略向上倾斜的椭圆形,C_(vv)云图分布大致呈圆形,C_(uv)、C_(vu)的云图分布总体均呈第2、4象限倾斜的椭圆。流量Q增大后,C_(uu)分布椭圆形状变得细长,C_(vv)分布与圆形更为接近,C_(uv)、C_(vu)分布椭圆长轴与水平轴的倾角均减小;床面加糙对C_(uu)影响较小,而对C_(vv)、C_(uv)、C_(vu)的影响较大,加糙后C_(vv)、C_(uv)、C_(vu)绝对值总体减小,空间相关性减弱。 展开更多

关键词 密排粗糙床面 明渠紊流 时均流速分布 脉动流速 空间相关性

在线阅读 下载PDF 职称材料

明渠渠底糙率突减对紊流流速及紊动强度影响的试验分析 被引量：1

3

作者 张红光 范志高 +1 位作者 尹红霞 王方勇 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2007年第1期69-72,共4页

利用激光测速仪,对壁面糙率突减时的明渠紊流进行试验,测量了糙率突减不同水深情况下明渠紊流的纵向时均流速和脉动流速。分析粗糙度突减对明渠紊流的影响,得到壁面糙率减小后明渠紊流的时均流速分布特点以及紊动强度的发展变化。

关键词 糙率 紊流 时均流速 紊动强度

在线阅读 下载PDF 职称材料

含仿生草明渠水流流速结构试验研究

4

作者 付长静 王锦国 +1 位作者 赵天龙 吕毅 《中国农村水利水电》 北大核心 2021年第10期55-65,共11页

仿生草防护技术是通过降低水下管道附近水流的流速,促进泥沙在管道附近进行沉降淤积以控制冲刷发展的防护技术。目前,对含有仿生草明渠水流流速的研究主要通过测定草前、中、后的流速变化规律,分析仿生草防护段泥砂淤积变化,极少对含仿... 仿生草防护技术是通过降低水下管道附近水流的流速,促进泥沙在管道附近进行沉降淤积以控制冲刷发展的防护技术。目前,对含有仿生草明渠水流流速的研究主要通过测定草前、中、后的流速变化规律,分析仿生草防护段泥砂淤积变化,极少对含仿生草明渠流的全流速场进行有效的测量。利用PIV测试技术对水流作用下仿生草防护段后的流速场进行了测量,分析了仿生草防护段后明渠水流沿流向垂直平面内时均流速分布规律以及草高及铺设间距对流速分布的影响,并深入探讨了仿生草防护段后明渠流脉动流速概率密度分布及脉动流速空间相关性。 展开更多

关键词 仿生草 时均流速 脉动流速 空间相关性

在线阅读 下载PDF 职称材料

长江上游分汊河段不同深度水流的紊动特性研究

5

作者 张皓锋 赵聪聪 +1 位作者 王平义 田野 《水运工程》 2024年第2期131-138,共8页

分汊河段水流的紊动特性对河床冲淤变化和鱼类生境有重要影响,而关于分汊河段水流紊动特性的水平分布的研究较少。为了厘清分汊河段水流的紊动特性,以长江上游部分河段为原型,开展概化模型试验,并对不同深度水流的3个方向(纵向、横向和... 分汊河段水流的紊动特性对河床冲淤变化和鱼类生境有重要影响,而关于分汊河段水流紊动特性的水平分布的研究较少。为了厘清分汊河段水流的紊动特性,以长江上游部分河段为原型,开展概化模型试验,并对不同深度水流的3个方向(纵向、横向和垂向)的时均流速、紊动强度及紊动能的水平分布特征进行研究。结果表明:分汊水流在分流和汇流区域有低流速区,该区域的水流紊动较强。不同深度水流的紊动强弱与滩体水平剖面面积呈正相关关系,与河床的距离呈负相关关系;近底水流的强紊动区域较为分散;上层水流的强紊动区域较为集中。 展开更多

关键词 分汊河段 时均流速 紊动强度 紊动能

在线阅读 下载PDF 职称材料

桥墩紊流宽度的试验研究 被引量：18

6

作者 何小花 陈立 +1 位作者 王鑫 张炯 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2006年第3期49-53,共5页

通过概化水槽试验,采用M icroADV流速仪测量瞬时流速,得到桥墩周围纵向、横向和垂向时均流速和紊流强度的横向分布.比较了有、无桥墩的时均流速和紊流强度横向分布变化,得出桥墩对时均流速和紊流强度的影响幅度和范围,据此确定桥墩侧边... 通过概化水槽试验,采用M icroADV流速仪测量瞬时流速,得到桥墩周围纵向、横向和垂向时均流速和紊流强度的横向分布.比较了有、无桥墩的时均流速和紊流强度横向分布变化,得出桥墩对时均流速和紊流强度的影响幅度和范围,据此确定桥墩侧边缘的紊流宽度,并给出了桥墩最大紊流宽度随断面平均流速变化的关系. 展开更多

关键词 断面平均流速 时均流速 紊流强度 紊流宽度 桥墩 概化水槽试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

环翼式桥墩最优挡板形状试验 被引量：7

7

作者 陈艳梅 牟献友 +1 位作者 成兰艳 张志澍 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2014年第3期24-29,共6页

为研究环翼式桥墩的最优挡板形状,基于桥墩局部冲刷机理,进行了不同流量和不同环翼式挡板形状下的环翼式桥墩局部防冲刷水工模型试验。在环翼式挡板延伸长度为45 mm、位置在水深的1/3处,研究了不同流量、不同挡板形状的桥墩最大冲刷深... 为研究环翼式桥墩的最优挡板形状,基于桥墩局部冲刷机理,进行了不同流量和不同环翼式挡板形状下的环翼式桥墩局部防冲刷水工模型试验。在环翼式挡板延伸长度为45 mm、位置在水深的1/3处,研究了不同流量、不同挡板形状的桥墩最大冲刷深度、三维时均流速及纵向和垂向紊动强度。结果表明:与无挡板相比,挡板前端和尾端宽度都为45 mm时水流垂向流速减小程度最大;纵向、垂向紊动强度减小程度最大;最大冲刷深度可减小57.6%,防冲刷效果明显。 展开更多

关键词 环翼式桥墩 挡板形状 冲刷深度 时均流速 紊动强度

在线阅读 下载PDF 职称材料

环翼式防冲板对圆端形桥墩局部冲刷试验及水力特性 被引量：6

8

作者 牟献友 王丹 +2 位作者 冀鸿兰 李春江 乔春林 《南水北调与水利科技》 CSCD 北大核心 2017年第5期146-155,共10页

由于传统桥墩冲刷防护措施的局限性,引入新型防冲装置-环翼式防冲板,对圆端形桥墩冲刷进行防护,通过减小下降水流改变桥墩周围水流结构,主动降低了下降水流对桥墩的冲刷。为探究环翼式防冲板对圆端形桥墩局部冲刷的防护作用,采用3种比... 由于传统桥墩冲刷防护措施的局限性,引入新型防冲装置-环翼式防冲板,对圆端形桥墩冲刷进行防护,通过减小下降水流改变桥墩周围水流结构,主动降低了下降水流对桥墩的冲刷。为探究环翼式防冲板对圆端形桥墩局部冲刷的防护作用,采用3种比例圆端形桥墩、3种环翼式防冲板安装位置进行物理模型试验,对圆端形桥墩周围的冲坑特征、垂向流速、垂向紊动强度、紊动切应力等水力要素进行研究。结果表明:安装环翼式防冲板后,3种圆端形桥墩冲刷程度均减小,中圆端形桥墩冲刷减小幅度最大,冲坑体积减小率为30.0%;中圆端形桥墩安装环翼式防冲板后,墩前垂向流速减小为0.039m/s、垂向紊动强度减小为0.025m/s;防冲板上垂面紊动切应力增大,板下垂面紊动切应力减小。试验结果表明环翼式防冲板能够减小桥墩的局部冲刷,具有很高的实用价值。 展开更多

关键词 圆端形桥墩 环翼式防冲板 冲坑特征 垂向时均流速 垂向紊动强度 紊动切应力 垂向紊动强度等值云图

在线阅读 下载PDF 职称材料

苦草对明渠水流运动特征影响的试验 被引量：3

9

作者 武迪 赖建武 +3 位作者 张英豪 庞翠超 汪德爟 赖锡军 《水电能源科学》 北大核心 2014年第2期110-113,174,共5页

为了解含植被水流运动规律,以柔性植物苦草为对象,在室内水槽中开展了苦草斑块对水流时均运动特征影响的试验,观测分析了不同水流(断面平均流速分别为3、5、10cm/s)和不同植株密度(172、86、43、0株/m2)条件下含苦草水流的流速分布结构... 为了解含植被水流运动规律,以柔性植物苦草为对象,在室内水槽中开展了苦草斑块对水流时均运动特征影响的试验,观测分析了不同水流(断面平均流速分别为3、5、10cm/s)和不同植株密度(172、86、43、0株/m2)条件下含苦草水流的流速分布结构。结果表明,植被斑块对水平流速分布有影响,在斑块尾部边缘有涡的产生;由于植被的阻流作用,使得植被斑块内部流速沿程减小,斑块外围流速沿程增大;垂线流速呈S型,可划分为底边界层区、冠层次级最大流速区、冠顶过渡区及冠层上部对数流速分布区。植株密度对冠层次级最大流速区影响最为显著,密度越大,流速削减越迅速,逆转梯度越大;断面平均流速越大,植被对水流的影响越显著。 展开更多

关键词 明渠水流 柔性植物 时均流速 逆转梯度

在线阅读 下载PDF 职称材料

有漂浮植物河道水流的雷诺应力研究 被引量：4

10

作者 朱红钧 赵振兴 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2007年第2期63-70,共8页

水生植物的种植改变了原先河道的水流结构,影响了水体的水流特性.通过室内试验,分析了在河道种植凤眼莲前后水流时均流速和雷诺应力的变化.试验结果表明,凤眼莲对各向时均流速和雷诺应力的分布影响明显,且不同种植方式的影响程度也不同.

关键词 漂浮植物 生态型河道 时均流速 雷诺应力 室内试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

浑水层流异重流纵向离散系数的研究 被引量：3

11

作者 周孝德 《水资源保护》 CAS 1989年第4期1-5,共5页

一、前言异重流是水库、湖泊和河口常见的流动现象,以异重流的形式挟带污染物质是水质污染的一种主要形式。因此,研究异重流钓纵向离散系数有一定的理论价值和实际意义。以往人们对纵向离散系数的研究主要是针对管流和二维明渠水流而言... 一、前言异重流是水库、湖泊和河口常见的流动现象,以异重流的形式挟带污染物质是水质污染的一种主要形式。因此,研究异重流钓纵向离散系数有一定的理论价值和实际意义。以往人们对纵向离散系数的研究主要是针对管流和二维明渠水流而言的。1954年,G.I.Taylor首先提出了管流的离散方程。 展开更多

关键词 离散系数 明渠水流 流速分布 明流 断面平均流速 管流 离散方程 时均流速 平行板 紊动扩散

在线阅读 下载PDF 职称材料

天然挺水植物明渠三维紊流特性研究 被引量：3

12

作者 赵连权 白晓华 +2 位作者 李丰超 关志成 侯秀丽 《水电能源科学》 北大核心 2012年第3期90-92,215,共4页

以天然挺水植物茭草、芦苇、水葱及模拟植物PVC管为试验材料并种植于大结构混凝土明渠中,研究其在流量及种植密度相同条件下明渠中水流的三维时均流速、脉动强度及雷诺切应力的分布特点。结果表明,明渠水流流速垂线更符合抛物线分布;天... 以天然挺水植物茭草、芦苇、水葱及模拟植物PVC管为试验材料并种植于大结构混凝土明渠中,研究其在流量及种植密度相同条件下明渠中水流的三维时均流速、脉动强度及雷诺切应力的分布特点。结果表明,明渠水流流速垂线更符合抛物线分布;天然挺水植物之间、天然挺水植物与PVC管间的时均流速分布相差较大,难以用一种分布模式描述;含挺水植物水流紊流特性表现出明显的各向异性;紊动强度与植物的生长形态及柔韧性密切相关;除水葱外,芦苇、茭草及PVC管的雷诺切应力-ρu′zu′x基本接近;相比天然挺水植物PVC管对水流切应力-ρu′yu′z影响最为显著;切应力-ρu′xu′y垂线分布于相对水深0.5处出现极值,总体呈ε形状。 展开更多

关键词 天然挺水植物 混凝土水槽 明渠水槽试验 时均流速 三维紊流特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

淹没阶梯形丁坝水流结构PIV试验研究 被引量：6

13

作者 王世鹏 钟亮 +1 位作者 廖尚超 邓晓龙 《水运工程》 北大核心 2022年第1期100-111,共12页

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... 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。 展开更多

关键词 阶梯形丁坝 明槽紊流 时均流速 紊动强度 雷诺应力 紊动能

在线阅读 下载PDF 职称材料

倾斜圆管中紊流流动及顶替速度与压降计算 被引量：1

14

作者 郑永刚 方铎 《成都科技大学学报》 EI CAS CSCD 1995年第4期28-33,共6页

本文应用紊流力学中圆管紊动微分方程式．经过严密的数学推导，得到了一个新的圆管轴向紊流时均流速分布公式。这些公式由于去掉了普朗特关于粘滞应力较小及总应力沿管径不变的假设，因而理论上比普朗特的圆管紊流公式更为合理。本文也... 本文应用紊流力学中圆管紊动微分方程式．经过严密的数学推导，得到了一个新的圆管轴向紊流时均流速分布公式。这些公式由于去掉了普朗特关于粘滞应力较小及总应力沿管径不变的假设，因而理论上比普朗特的圆管紊流公式更为合理。本文也研究了两种粘性流体在圆管中的顶替规律．文中也得到了紊流流动与顶替时倾斜圆管两端压降的计算公式。 展开更多

关键词 顶替 紊流 粘性流体 圆管 压降 时均流速

在线阅读 下载PDF 职称材料

船行波作用下生态护岸空腔结构动力特性研究 被引量：1

15

作者 田树海 黄伟 +2 位作者 李寿千 于海然 滕娟 《水运工程》 北大核心 2023年第2期134-140,共7页

针对限制性航道船行波作用下的生态护岸问题,研发了新型生态护岸空腔结构,开展自航船舶模型水槽试验,研究船行波作用下腔体内流速分布、紊动特征及集鱼效应。结果表明,在船行波作用下,受腔体复杂结构控制,水体流动由低频波振荡流转变为... 针对限制性航道船行波作用下的生态护岸问题,研发了新型生态护岸空腔结构,开展自航船舶模型水槽试验,研究船行波作用下腔体内流速分布、紊动特征及集鱼效应。结果表明,在船行波作用下,受腔体复杂结构控制,水体流动由低频波振荡流转变为高频边界层紊流,距边壁越远流速越大,且能量在各频率趋于均匀分布。腔体内紊动呈现多峰值并逐渐耗散的过程,正常船速4.60 m/s时,最大紊动能为0.002 5 m^(2)/s^(2),位于鲫鱼的偏好动能范围之内;船速增大至6.3 m/s时,最大紊动能为0.177 1 m^(2)/s^(2),超出鲫鱼的偏好动能范围,不利于鱼类栖息,船舶在鱼类重点保护区宜限速航行。 展开更多

关键词 生态护岸 空腔结构 时均流速 紊动特性 集鱼效应

在线阅读 下载PDF 职称材料

有低矮植被覆盖的河道水流特性试验研究 被引量：4

16

作者 王莹莹 赵振兴 《华北水利水电学院学报》 2007年第2期22-25,共4页

通过室内水槽模型试验,探讨了有低矮植被生长的河道糙率变化、时均流速的垂线分布以及紊动强度的垂向变化规律.把植被区的垂向流速分布从河床表面到自由液面按有无植被的影响划分为3个区域,试验结果表明:时均流速垂线分布单调递增,增大... 通过室内水槽模型试验,探讨了有低矮植被生长的河道糙率变化、时均流速的垂线分布以及紊动强度的垂向变化规律.把植被区的垂向流速分布从河床表面到自由液面按有无植被的影响划分为3个区域,试验结果表明:时均流速垂线分布单调递增,增大到大于平均流速的某个值后达到稳定,之后流速分布为半对数分布;纵向、横向及垂向3个方向紊动强度最大值均出现在植被层顶部,且相同测点处存在T(x)>T(y)>T(z)的关系.经过试验分析认为:河道种植植被应选择远远处于淹没状态的较低矮的品种,且种植密度不宜太稠密,可起到固滩护岸、又不至于降低河道的泄洪能力的效果. 展开更多

关键词 植被 糙率 时均流速 紊动强度

在线阅读 下载PDF 职称材料

聚合物稀溶液在粗糙明渠中的紊流试验研究

17

作者 杨树清 窦国仁 《水利水运工程学报》 CSCD 1989年第3期1-10,共10页

本文应用一维激光测速仪,在粗糙明渠中,对含有不同浓度聚合物的减阻流,观测了过渡区和粗糙区的时均流速分布和脉动强度分布,并将这些资料与窦国仁所提出的公式作了对比,结果表明,两者相当吻合。

关键词 时均流速 窦国仁 过渡区 稀溶液 激光测速仪 减阻效果 试验研究 聚合物浓度 紊动 对数分布

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同宽高比叶片对明渠水流影响的试验研究

18

作者 李日刚 杨轶凡 +1 位作者 任华强 胡旭跃 《中国水运》 2013年第4期192-194,共3页

采用宽高比尺寸1比20、1.5比13.3和2比10的矩形薄片模拟等面积不同几何形态的植物叶片。通过水槽试验对同一水流条件作用下三种叶片对水流的时均流速、紊动强度、雷诺应力的影响进行研究发现:宽高比越大的叶片对水位的影响越小;植物区... 采用宽高比尺寸1比20、1.5比13.3和2比10的矩形薄片模拟等面积不同几何形态的植物叶片。通过水槽试验对同一水流条件作用下三种叶片对水流的时均流速、紊动强度、雷诺应力的影响进行研究发现:宽高比越大的叶片对水位的影响越小;植物区同一水深的流速随植物宽高比的增大而减小;同一水深宽高比越大的叶片摆动频率越高,其紊动强度也越大;紊动强度、雷诺应力和时均流速的垂向分布类似都表现出了一定的相似性,说明矩形叶片水流紊动具有三维各向紊动同性,而且叶片宽高比的改变并不影响其紊动的各向同性;植物的存在时会使明渠糙率系数极大的增加。 展开更多

关键词 时均流速 宽高比 垂向分布 紊动强度

在线阅读 下载PDF 职称材料

含非淹没刚性植物明渠水流结构试验研究

19

作者 朱宇泽 《珠江水运》 2020年第5期115-116,共2页

研究明渠中含非淹没刚性植物时的水流结构,对于河道整治有重要意义。在实验室水槽中用透明棒模拟植物,用PIV(粒子图像流速仪)测量流速。研究在不同流量、植物密度、水深情况下水流的顺水流方向时均流速、顺水流与垂直水流方向的紊动量... 研究明渠中含非淹没刚性植物时的水流结构,对于河道整治有重要意义。在实验室水槽中用透明棒模拟植物,用PIV(粒子图像流速仪)测量流速。研究在不同流量、植物密度、水深情况下水流的顺水流方向时均流速、顺水流与垂直水流方向的紊动量的规律。发现随着流量的增大、水深的.减小,时均流速与紊动量均增大;随着植物密度的增大,紊动量增大,时均流速大小在约065H向下至渠底增大,向上至水面,流速减小。可见明渠中含有的非淹没植物影响着水流结构,在河道整治中需要考虑。 展开更多

关键词 非淹没 刚性植物 时均流速 紊动量

在线阅读 下载PDF 职称材料