非恒定来流下鱼类逃逸游动行为响应研究

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作者 查伟 吴时强 +3 位作者 吴修锋 戴江玉 薛万云 张维乐 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第6期7-13,20,共8页

探究非恒定来流下鱼类逃逸游动行为不仅有助于理解鱼类生态适应性行为和生存策略,同时可为水电开发下鱼类资源保护及生境修复工程提供科学指导。基于复式明渠中鱼类逃逸游动行为试验及数值模拟,分析试验鱼停留分布区域与水力因子空间分... 探究非恒定来流下鱼类逃逸游动行为不仅有助于理解鱼类生态适应性行为和生存策略,同时可为水电开发下鱼类资源保护及生境修复工程提供科学指导。基于复式明渠中鱼类逃逸游动行为试验及数值模拟,分析试验鱼停留分布区域与水力因子空间分布的响应关系,揭示试验鱼对不同水力因子的偏好系数规律,识别鱼类逃逸游动行为的临界水力学条件。研究结果表明:试验鱼在复式明渠流场中最常出现的区域为滩槽交界斜坡处,停留系数与流量变化速率负相关,而主槽区域的停留系数规律恰好相反;试验鱼对流速、紊动能、积分时间尺度和空间速度梯度的偏好系数分布大致相似,均呈现先增加后减小的“钟”型分布趋势,存在明显偏爱的适宜区间;鱼类滩槽迁移行为特征及时间响应不同涨、落水历时而变化,滩槽断面平均流速差和水位变化率分别对应涨、落水工况下触发鱼类迁移行为的关键水力因子,临界阈值为1.25~1.34 BL/s、1.96~3.08×10^(-2)BW/s。 展开更多

关键词 非恒定流 鱼类逃逸游动 水动力偏好 复式明渠 滩槽迁移

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基于动网格6DOF模型的框架式流速仪水力特性数值模拟与明渠测流速率常数预测 被引量：2

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作者 唐渊 申丽霞 +3 位作者 吴建华 张玉胜 成一雄 胥云彬 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期371-381,共11页

为分析明渠内框架式流速仪流场特性与运动姿态,同时对流速仪倍常数K和摩阻系数C进行率定,根据不可压缩流体流动的Navier-Stokes方程和SST k-ω湍流模型,结合VOF多相流模型,建立动态网格下的6自由度(6DOF)刚体动力学耦合数值仿真模型,对... 为分析明渠内框架式流速仪流场特性与运动姿态,同时对流速仪倍常数K和摩阻系数C进行率定,根据不可压缩流体流动的Navier-Stokes方程和SST k-ω湍流模型,结合VOF多相流模型,建立动态网格下的6自由度(6DOF)刚体动力学耦合数值仿真模型,对水冲击流速仪旋桨使之被动旋转过程进行了仿真,分析了流速仪在不同位置对流速仪倍常数K和摩阻系数C的影响规律。结果表明:采用动网格6DOF模型可以较好地模拟框架式流速仪在明渠的流动状态,仿真结果可靠性较高;通过对不同时刻转速与流速拟合曲线分析可知,流速仪位置不同会影响流速仪摩阻系数C,对流速仪倍常数K影响不大。研究结果可为进一步研究框架式流速仪优化和不同含沙水流条件下对流速仪的磨损提供参考。 展开更多

关键词 明渠测流 水力特性 框架式流速仪法 动网格6DOF仿真模型 速率常数预测

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非均匀散粒粗糙床面明渠水流流速结构PIV试验研究

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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

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非均匀散粒粗糙床面明渠紊流特性研究

4

作者 徐翔宇 钟亮 +1 位作者 李国际 阎鑫铭 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第3期137-142,共6页

为揭示非均匀散粒粗糙床面明渠紊流特性,采用d_1=1.0 cm、d_2=1.5 cm的正方体散粒制成粗糙床面开展PIV水槽明渠紊流试验,探讨了紊动强度、速度高阶矩、雷诺应力和紊动能的分布规律。结果表明:(1)粒间区中部,邻近剖面颗粒的绕流作用使紊... 为揭示非均匀散粒粗糙床面明渠紊流特性,采用d_1=1.0 cm、d_2=1.5 cm的正方体散粒制成粗糙床面开展PIV水槽明渠紊流试验,探讨了紊动强度、速度高阶矩、雷诺应力和紊动能的分布规律。结果表明:(1)粒间区中部,邻近剖面颗粒的绕流作用使紊动强度发生明显变化。(2)速度高阶矩纵向偏度系数S_(u')与垂向偏度系数S_(v')的分布特性揭示在近床处主要发生扫掠事件,而颗粒顶部以上区域喷射事件占主导。(3)平均雷诺应力R_(mean)在粒间区沿程先增大再减小,在颗粒区先减小后增大。(4)紊动能呈条带状分布,在河床底部和水面受到的抑制使得整体紊动能从床面开始增大,在颗粒顶部附近达到最大之后开始减小。 展开更多

关键词 非均匀散粒粗糙 明渠紊流 紊动强度 速度高阶矩 雷诺应力 紊动能

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植物高度非均匀性对明渠床面糙率影响的试验研究 被引量：8

5

作者 胡旭跃 李冬 +1 位作者 曾光明 刘斌 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期67-71,共5页

采用多普勒流速仪测量边壁附近的流速,用间接法中的流速测量法测量边界上的切应力,用棕榈毛作为植物的模拟材料.以植物高度表示有植物床面的粗糙突起程度,以高度的方差表示粗糙度的非均匀性.在植物密度和直径不变的情况下,对不同高度组... 采用多普勒流速仪测量边壁附近的流速,用间接法中的流速测量法测量边界上的切应力,用棕榈毛作为植物的模拟材料.以植物高度表示有植物床面的粗糙突起程度,以高度的方差表示粗糙度的非均匀性.在植物密度和直径不变的情况下,对不同高度组合的植物进行了水槽试验研究.探讨了植物高度的非均匀性对水流阻力的影响.结果表明:与高度均匀的植物相比,随着植物非均匀性的增大,阻力的差异先增大后减小,最后非均匀性的影响消失. 展开更多

关键词 明渠水流 植物高度 床面糙率 非均匀性 水流阻力

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矩形明渠边界平均剪切应力变化规律研究 被引量：10

6

作者 胡旭跃 曾光明 +1 位作者 黄国和 李建兵 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2002年第4期42-47,共6页

针对棱柱型矩形明渠的特点 ,在分析均匀流运动机理的基础上 ,认为水流可以分为河床作用部分和岸壁作用部分 ,各部分分别作均匀流运动。在分析水体能量消耗的物理模式的基础上 ,提出了面积分割的补充关系。对于河床和岸壁糙率相同的情况 ... 针对棱柱型矩形明渠的特点 ,在分析均匀流运动机理的基础上 ,认为水流可以分为河床作用部分和岸壁作用部分 ,各部分分别作均匀流运动。在分析水体能量消耗的物理模式的基础上 ,提出了面积分割的补充关系。对于河床和岸壁糙率相同的情况 ,利用静力平衡条件和水流连续方程 ,可推得水流槽底、岸壁剪应力的计算关系式。对关系式的讨论表明 ,公式结构合理 ,能反映明渠水流的特点。对已有水槽试验资料进行的分析表明本文提出的计算关系式较好地描述水流的实际情况 ,比已有的公式更简便可靠。 展开更多

关键词 矩形明渠 均匀流 河床 岸壁 剪应力 糙率 水流

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流动型态对曼宁糙率系数的影响研究 被引量：26

7

作者 何建京 王惠民 《水文》 CSCD 北大核心 2002年第6期22-24,53,共4页

根据明渠水流流动型态的概念,通过对实验资料的分析,得到均匀流时糙率系数随水深增加而减小,形成M1型水面线的非均匀流时糙率系数随水深、水力坡度的增大而增大的规律。提出的糙率系数的二步计算法,可以解决因非均匀流水深沿程变化,难... 根据明渠水流流动型态的概念,通过对实验资料的分析,得到均匀流时糙率系数随水深增加而减小,形成M1型水面线的非均匀流时糙率系数随水深、水力坡度的增大而增大的规律。提出的糙率系数的二步计算法,可以解决因非均匀流水深沿程变化,难以建立糙率系数与水深关系的困难,为在水力计算中修正糙率系数提供了依据。 展开更多

关键词 明渠 糙率系数 均匀流 非均匀流 水力计算 水深 水力坡度

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光滑壁面明渠非均匀流水力特性 被引量：20

8

作者 何建京 王惠民 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期513-517,共5页

在分析激光测速试验资料的基础上,对比了明渠均匀紊流和非均匀紊流在紊流分区结构、流速分布、紊流强度和壁面切应力等方面的水力特性,指出两种流态流速分布公式存在差异,非均匀流的脉动流速、壁面切应力都较均匀流为小,并给出了用新的... 在分析激光测速试验资料的基础上,对比了明渠均匀紊流和非均匀紊流在紊流分区结构、流速分布、紊流强度和壁面切应力等方面的水力特性,指出两种流态流速分布公式存在差异,非均匀流的脉动流速、壁面切应力都较均匀流为小,并给出了用新的无量纲参数表达的适用于均匀流和非均匀流的统一的流速公式以及垂线平均流速及其位置的计算公式. 展开更多

关键词 明渠水流 紊流 光滑壁面 水力特性 非均匀流

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马蹄形过水断面正常水深的迭代计算 被引量：20

9

作者 吕宏兴 辛全才 花立峰 《长江科学院院报》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期7-10,共4页

马蹄形过水断面因几何图形复杂 ,水力计算困难 ,为此 ,通过数学推导 ,给出了标准Ⅰ、Ⅱ型马蹄形过水断面水力要素计算公式和正常水深迭代公式 ,并提出判别水深范围的分界流量 ,便于生产实际中应用。

关键词 马蹄形过水断面 正常水深 水力计算 明渠 均匀流

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抛物线形渠道水力最优断面的计算 被引量：33

10

作者 张志昌 刘亚菲 刘松舰 《西安理工大学学报》 CAS 2002年第3期235-237,共3页

根据明渠均匀流理论 ,推求了抛物线形渠道正常水深与流量的关系和水力最优断面的计算公式 ,得出了水力最优断面水深与抛物线参数的关系为 ah0 =0 .94673 2。与其它渠道比较结果表明 ,抛物线形渠道是仅次于 U形渠道的又一水力最优断面。

关键词 计算 抛物线形渠道 明渠均匀流 水力最优断面

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矩形断面明渠均匀流水力计算的直接计算公式 被引量：12

11

作者 赵延风 张宽地 芦琴 《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2008年第9期224-228,共5页

【目的】寻求矩形断面明渠均匀流水深和渠道底宽的直接计算公式。【方法】通过对矩形断面明渠均匀流水力计算公式进行恒等变形,推导出计算矩形明渠均匀流水深和渠道底宽的迭代公式,再与合理的迭代初值配合使用。【结果】得到矩形明渠均... 【目的】寻求矩形断面明渠均匀流水深和渠道底宽的直接计算公式。【方法】通过对矩形断面明渠均匀流水力计算公式进行恒等变形,推导出计算矩形明渠均匀流水深和渠道底宽的迭代公式,再与合理的迭代初值配合使用。【结果】得到矩形明渠均匀流水深和渠道底宽的直接计算公式,误差分析及实例计算表明,在工程常用范围内,矩形均匀流水深和渠道底宽的最大相对误差均小于0.2%。【结论】该公式形式简捷,计算精度高,能满足工程实践要求。 展开更多

关键词 矩形断面 明渠 均匀流 水力计算 直接计算公式

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细长板开启角度与明渠均匀流流量关系研究 被引量：6

12

作者 刘力奂 徐辉 +1 位作者 于永海 王高鹏 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2005年第1期45-47,共3页

分析绕轴转动细长板在一定的明渠均匀流流量作用下的受力状况,应用静力矩平衡原理对细长板的开启角度与明渠均匀流流量的关系进行研究,推导出它们之间的计算关系式.该式表明细长板的开启角度随明渠均匀流流量的增大而增大,两者具有单值... 分析绕轴转动细长板在一定的明渠均匀流流量作用下的受力状况,应用静力矩平衡原理对细长板的开启角度与明渠均匀流流量的关系进行研究,推导出它们之间的计算关系式.该式表明细长板的开启角度随明渠均匀流流量的增大而增大,两者具有单值对应关系.通过水力试验,将同一流量下细长板开启角度的理论计算值与试验测量值进行比较,结果表明两者吻合良好,为灌区量水提供了一种新方法. 展开更多

关键词 明渠均匀流 流量 绕流 灌区量水

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粗糙床面明渠水力特性研究 被引量：10

13

作者 何建京 王惠民 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2004年第3期19-23,共5页

粗糙床面非均匀流的水槽试验表明,非均匀流断面的垂线流速分布需用两个对数公式分别描述;粗糙床面的流速分布较光滑床面不均匀;非均匀流的紊流度分布随相对水深的增大而趋于均匀;粗糙床面非均匀流糙率系数的变化规律与光滑床面近似.

关键词 非均匀流 粗糙 明渠 流速分布 床面 水力特性 糙率系数 近似 对数 光滑

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基于改进粒子群算法求解马蹄形断面正常水深 被引量：7

14

作者 张宽地 王光谦 +2 位作者 吕宏兴 陈俊英 洪成 《排灌机械工程学报》 EI 2011年第1期54-60,共7页

为了解决马蹄形断面正常水深无显函数计算方法的现状,通过对明渠恒定均匀流方程进行数学变换,得到了标准Ⅰ,Ⅱ型马蹄形过水断面正常水深求解的分段非线性约束优化问题.将粒子群算法中的权重函数随着迭代次数和不同粒子与最优粒子之间的... 为了解决马蹄形断面正常水深无显函数计算方法的现状,通过对明渠恒定均匀流方程进行数学变换,得到了标准Ⅰ,Ⅱ型马蹄形过水断面正常水深求解的分段非线性约束优化问题.将粒子群算法中的权重函数随着迭代次数和不同粒子与最优粒子之间的距离大小进行调整,用以加速算法的收敛速度和提高粒子的搜索能力,并将调整惯性权重模型的粒子群优化算法运用到马蹄形断面正常水深的求解中.通过实例计算及误差分析表明:分段优化模型在水深特征点连续,且该法能100%收敛到全局最优解,故该方法求解马蹄形断面正常水深适用性强、计算精度高、算法实现简单,为马蹄形过水断面水力计算提供了一条新途径. 展开更多

关键词 水力计算 正常水深 粒子群算法 马蹄形断面 明渠均匀流

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中速磨煤机输粉管煤粉分配均匀性的试验研究 被引量：21

15

作者 樊泉桂 由俊坤 王宁 《动力工程》 CSCD 北大核心 2007年第4期588-591,共4页

根据中速磨煤机优化调整的试验数据,探讨了输粉管煤粉分配的均匀性和煤粉细度的变化规律。通过对单台磨和一组磨优化调整和改变磨煤机分离器挡板开度的方法,提高了磨煤机输粉管煤粉流量分配的均匀性,使输粉管煤粉分配最大偏差减小了40%... 根据中速磨煤机优化调整的试验数据,探讨了输粉管煤粉分配的均匀性和煤粉细度的变化规律。通过对单台磨和一组磨优化调整和改变磨煤机分离器挡板开度的方法,提高了磨煤机输粉管煤粉流量分配的均匀性,使输粉管煤粉分配最大偏差减小了40%;并使各台磨的R90值均控制在设计值18%以下。在330 MW负荷投3层燃烧器时,将3台磨煤机分离器挡板开度从下至上由55°、55°、50°开度优化调整为55°、50°和45°。有效地改善了锅炉燃烧状态,灰渣含碳量降低12%,汽温易于控制。 展开更多

关键词 能源与动力工程 磨煤机 输粉管 流量偏差 煤粉细度 挡板开度 优化调整

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密排粗糙床面明渠水流的紊动特性 被引量：5

16

作者 钟亮 廖尚超 +1 位作者 张建梅 刘珺洁 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2020年第3期8-14,共7页

为揭示密排粗糙床面对明渠水流紊动参数的定量影响规律,采用不同直径的圆形玻璃珠制作了3种密排加糙床面,基于光滑床面和加糙床面明渠紊流PIV流场测试资料,探讨了加糙后紊动强度、雷诺应力和紊动能等参数的变化特征。结果表明:床面粗糙... 为揭示密排粗糙床面对明渠水流紊动参数的定量影响规律,采用不同直径的圆形玻璃珠制作了3种密排加糙床面,基于光滑床面和加糙床面明渠紊流PIV流场测试资料,探讨了加糙后紊动强度、雷诺应力和紊动能等参数的变化特征。结果表明:床面粗糙对紊动参数的影响主要体现在内区,而外区紊动参数的变化相对较小。加糙后纵向和垂向紊动强度相对值u’^+、v’^+在内区呈现不同的变化规律,流量相同时,粗糙雷诺数Re_*越大,v’^+越大,而u’^+越小;床面粗糙对内区水流有抑制纵向紊动和加强垂向紊动的双重作用,而对外区水流有加强纵、垂双向紊动的作用;床面加糙对垂向紊动强度的影响总体大于纵向。加糙后内、外区的雷诺应力绝对值均增大,内区增幅尤为明显,雷诺应力增大的原因在于水流质点混掺强度和频次均增大。不同工况紊动能相对值E^+在内区差异明显,随着相对水深η的增大,E^+差异逐渐减小,在水面附近趋于一致;加糙后内区紊动能绝对值总体减小,而外区紊动能绝对值有所增大,内、外区紊动能变化与床面粗糙抑制水流纵向紊动强度和加强质点垂向混掺作用等因素有关。 展开更多

关键词 密排粗糙床面 明渠均匀流 紊动强度 雷诺应力 紊动能

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明渠恒定非均匀流渠道流量实时监测方法研究与探讨 被引量：8

17

作者 樊铭京 马树升 王贵田 《山东农业大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2010年第3期440-442,共3页

阐述了明渠恒定均匀流与非均匀流的特点及流量计算的水力学原理,分析了目前明渠流量监测存在的诸多问题。将明渠恒定非均匀流渠道水位变化的基本微分方程,改写为可方便计算的差分方程。提出了利用现代技术手段先实时监测出明渠恒定非均... 阐述了明渠恒定均匀流与非均匀流的特点及流量计算的水力学原理,分析了目前明渠流量监测存在的诸多问题。将明渠恒定非均匀流渠道水位变化的基本微分方程,改写为可方便计算的差分方程。提出了利用现代技术手段先实时监测出明渠恒定非均匀流测流渠段的二个水位值,再自动利用计算机借助差分方程同步计算出测流渠段的瞬时流量和累积水量。经实际应用证明该方法自动化实时性强、设备费用低、测流精度高。 展开更多

关键词 明渠恒定非均匀流 测流渠段 水位变化微分方程 流量实时监测

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明渠均匀流弗劳德数随水深的变化规律 被引量：3

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作者 杨玲霞 高珊珊 +2 位作者 仇军 宋金妍 张郑凡 《水电能源科学》 北大核心 2016年第11期109-112,共4页

弗劳德数(Fr)是判别明渠水流流态的标准,掌握弗劳德数随明渠水深的变化规律,对认识明渠水流的流态特性、指导明渠的设计具有重要意义。从弗劳德数Fr的定义出发,通过理论计算分析明渠均匀流弗劳德数Fr随水深的变化规律,分别揭示了矩形、... 弗劳德数(Fr)是判别明渠水流流态的标准,掌握弗劳德数随明渠水深的变化规律,对认识明渠水流的流态特性、指导明渠的设计具有重要意义。从弗劳德数Fr的定义出发,通过理论计算分析明渠均匀流弗劳德数Fr随水深的变化规律,分别揭示了矩形、梯形和圆形断面明渠均匀流弗劳德数Fr极大值的存在条件及变化特征。分别列举算例对计算结果进行验证,为今后工程实际中通过控制断面水深来控制流态提供了依据。 展开更多

关键词 弗劳德数 明渠均匀流 水深 变化

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轴向非均匀加热对并联通道流动不稳定性的影响 被引量：2

19

作者 鲁晓东 周铃岚 +3 位作者 巫英伟 苏光辉 秋穗正 张虹 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期604-609,共6页

基于均相流模型建立并联通道系统的控制方程,采用交错网格技术和半隐式差分离散控制方程,并使用追赶法求解来模拟并联通道的两相流动特征。采用轴向余弦功率加热模拟轴向非均匀功率加热。运用小扰动法,获得了不同压力、入口过冷度和轴... 基于均相流模型建立并联通道系统的控制方程,采用交错网格技术和半隐式差分离散控制方程,并使用追赶法求解来模拟并联通道的两相流动特征。采用轴向余弦功率加热模拟轴向非均匀功率加热。运用小扰动法,获得了不同压力、入口过冷度和轴向功率加热方式下的稳定性边界(MSB)和三维不稳定性空间。对于余弦和均匀功率加热,系统稳定性均随系统压力的增大而增强。余弦功率加热在高过冷度区降低并联通道系统稳定性,而在低过冷度区增强系统稳定性。随进口阻力系数的增加,处于余弦功率加热的并联通道系统稳定性增强,MSB的拐点逐渐向高过冷度区移动。 展开更多

关键词 轴向非均匀加热 并联通道 流动不稳定性 三维不稳定性空间

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矩形明渠均匀流水深及底宽的渐近耦合算法 被引量：5

20

作者 许延生 王楠楠 赵鸣雁 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2001年第2期109-111,共3页

基于矩形明渠均匀流方程的渐近解 ,通过线性耦合并构造残差的有理分式逼近函数 ,提出了一种渐近耦合法用于建立矩形明渠均匀流方程的近似算式 该算式便于直接计算 ,适用范围广 ,在定义域内的精度可达 10 -4 通过基本方程变形 ,还提出... 基于矩形明渠均匀流方程的渐近解 ,通过线性耦合并构造残差的有理分式逼近函数 ,提出了一种渐近耦合法用于建立矩形明渠均匀流方程的近似算式 该算式便于直接计算 ,适用范围广 ,在定义域内的精度可达 10 -4 通过基本方程变形 ,还提出了另外一种形式略微复杂但精度可达 10 展开更多

关键词 渐近耦合 矩形明渠 均匀流水深 均匀流底宽

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