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基于浸入边界法的河岸水轮机尾流恢复规律
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作者 高瑾瑾 廖轶鹏 +3 位作者 郑源 李云 刘国庆 范子武 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第5期876-883,共8页
为充分利用河流动能并最大程度减小水电开发对生态环境产生的影响,本文研发了一种环境友好型河岸水轮机装置。为进一步推广其应用并对多机组阵列优化布置提供依据,需深入研究其尾流分布及恢复规律。鉴于此,本文对其与明渠流的相互作用... 为充分利用河流动能并最大程度减小水电开发对生态环境产生的影响,本文研发了一种环境友好型河岸水轮机装置。为进一步推广其应用并对多机组阵列优化布置提供依据,需深入研究其尾流分布及恢复规律。鉴于此,本文对其与明渠流的相互作用过程进行了大涡模拟。采用浸入边界法求解河岸水轮机固体动边界,并基于耦合水平集流体体积法捕捉自由液面。结果表明:河岸水轮机尾流区存在一个速度亏损区域;速度亏损量、湍流强度和雷诺剪切应力在水轮机下游近尾流区恢复速度快,到远尾流区时恢复速度逐渐减弱,直至尾流完全恢复;对流向速度的雷诺平均方程的各输运项进行求解,发现平流项在水轮机尾流区对动量恢复的影响最大。研究成果可为河岸水轮机的推广应用及多机组阵列布置提供理论参考。 展开更多
关键词 河岸水轮机 大涡模拟 浸入边界法 自由液面 尾流恢复 速度亏损 湍流强度 动量输运项
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弯道环流流速与泥沙横向输移研究 被引量:46
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作者 孙东坡 朱岐武 +1 位作者 张耀先 张晓松 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期61-66,共6页
根据弯道水流特性,分析了断面环流的运动方程,采用普朗特紊流切应力构架建立了横向水流切应力的形式。通过对掺长形式的分析,给出了断面环流横向水流切应力沿垂线表达式,进一步建立了弯道恒定二元环流的横向流速分布公式。经对比分析与... 根据弯道水流特性,分析了断面环流的运动方程,采用普朗特紊流切应力构架建立了横向水流切应力的形式。通过对掺长形式的分析,给出了断面环流横向水流切应力沿垂线表达式,进一步建立了弯道恒定二元环流的横向流速分布公式。经对比分析与资料验证表明,导出的环流流速分布公式结构简单、合理,与资料有较好的拟合性。同时,利用导出的环流流速分布公式,还研究了弯道水流中泥沙的横向输移问题,建立了便于数值模拟的计算模式。 展开更多
关键词 横比降 环流流速 掺长 紊动扩散 横向输沙率
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水动力作用对污染物在河流水沙两相中分配的影响研究进展 被引量:8
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作者 肖洋 成浩科 +1 位作者 唐洪武 李志伟 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期480-488,共9页
通过总结近年来有关水动力作用对河流中泥沙吸附/释放重金属、磷等污染物影响研究成果,分析了水流紊动强度和流速对污染物在河流水沙两相中分配的影响规律。当水流紊动强度较低时,泥沙主要以床沙形式存在,泥沙对污染物的吸附/释放速率... 通过总结近年来有关水动力作用对河流中泥沙吸附/释放重金属、磷等污染物影响研究成果,分析了水流紊动强度和流速对污染物在河流水沙两相中分配的影响规律。当水流紊动强度较低时,泥沙主要以床沙形式存在,泥沙对污染物的吸附/释放速率和强度较低;随着紊动强度增大,水沙界面切应力随之增大并促使泥沙悬浮,污染物与悬浮泥沙颗粒接触面积增大,使得泥沙对污染物的吸附/释放速率和强度显著增加。流速对污染物在水沙两相间分配的影响较为复杂。泥沙静止时,流速的增大会减小边界层厚度,增大水体溶解氧含量、氧化还原电位等参数,并使污染物在水体里的扩散由分子扩散转变为以紊动扩散为主,增强污染物在水-沙界面的交换通量,对污染物在水沙两相间的分配产生影响;随着流速进一步增大,床沙逐渐起动、悬浮,此时除上述因素外,泥沙运动状态、悬浮颗粒间碰撞强度、悬浮物的絮凝等均会对泥沙吸附/释放污染物产生影响,由于影响因素较多,作用机制复杂,目前关于泥沙运动对污染物在水沙两相间分配的影响所得结论仍存在分歧。相应的机理研究及数学模型的建立均做了较大简化。综观当前的研究成果,水沙运动及其化学生物过程等对污染物在河流水沙两相中的分配作用机理和耗氧有机物、有毒有机物等污染物与泥沙的作用机理是这一领域的未来研究重点。 展开更多
关键词 水动力作用 水流紊动强度 流速 泥沙运动 污染物迁移转化
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分布式零质量射流控制增升装置分离的数值模拟 被引量:5
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作者 白俊强 辛亮 +4 位作者 刘南 华俊 董建鸿 雷武涛 张晓亮 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期188-194,共7页
为改善大型民用运输机的起降性能,以典型的三段翼型为研究对象,研究分布式射流主动控制技术对提高增升装置效率的可行性。给出了零质量射流和分布式零质量射流的作用原理,获得了分布式零质量射流的孔口分布、射流频率、射流动量对增升... 为改善大型民用运输机的起降性能,以典型的三段翼型为研究对象,研究分布式射流主动控制技术对提高增升装置效率的可行性。给出了零质量射流和分布式零质量射流的作用原理,获得了分布式零质量射流的孔口分布、射流频率、射流动量对增升装置气动性能影响的规律。研究表明:零质量射流不论是吹气或者吸气,都可以增加边界层的能量,延迟分离,使得流动控制整个周期产生的气动效果都要优于未加控制的情形,但其无法完全消除襟翼上表面的分离,分布式零质量射流能达到更好的结果。数值模拟结果表明:零质量射流控制能使升力系数增加7.1%,分布式零质量射流控制能使升力系数增加20.3%,可见分布式零质量射流比零质量射流有更好的控制结果。分布式零质量射流不仅仅是各个孔口射流的简单叠加,而且还受到各个孔口串联作用的有利影响。总结四孔分布式零质量射流的设计准则为:当射流频率为1,射流动量为0.002时,能最大限度地消除襟翼上表面的分离,对升力系数的改善最为明显。 展开更多
关键词 增升装置 主动流动控制 零质量射流 分布式零质量射流 流动机理 设计准则
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雷暴系统影响下的黄土高原塬区微气象特征研究 被引量:3
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作者 张新科 陈晋北 +2 位作者 余晔 赵素平 贾伟 《高原气象》 CSCD 北大核心 2017年第2期384-394,共11页
利用2012年5—9月中国科学院平凉陆面过程与灾害天气观测研究站的观测资料,对比分析了黄土高原塬区夏季发生的阵风雷暴、大风干雷暴和冰雹强降水雷暴过境期间近地层微气象特征。结果表明:雷暴系统过境前几小时近地层便出现较强上升气流,... 利用2012年5—9月中国科学院平凉陆面过程与灾害天气观测研究站的观测资料,对比分析了黄土高原塬区夏季发生的阵风雷暴、大风干雷暴和冰雹强降水雷暴过境期间近地层微气象特征。结果表明:雷暴系统过境前几小时近地层便出现较强上升气流,14 m高度30 min平均垂直速度可达0.25 m·s^(-1),这几乎比该区域无雷暴影响时的垂直速度大1~2个数量级。在雷暴系统过境期间,近地层气压迅速升高,气温急剧下降,上升气流变为下沉气流,14 m高度30 min平均垂直速度可达到-0.18 m·s^(-1)。同时,由于雷暴区与周围环境间存在极强的风速切变和温度切变,造成近地层湍流运动迅速发展,摩擦速度急剧增大,尤其大风和冰雹雷暴期间其值是中午摩擦速度的2倍以上。对湍流谱分析发现,雷暴影响期间湍流涡旋中大尺度涡旋能量显著增大,且此时大尺度涡旋对感热通量输送的贡献起到主导作用,这可能对雷暴系统的加强具有一定促进作用。 展开更多
关键词 雷暴系统 近地层 垂直速度 大尺度涡旋 湍流输送
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分层异重流对香溪河浮游植物叶绿素a空间分布的影响 被引量:8
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作者 曾一恒 沈旭舟 +4 位作者 张佳磊 张欢 刘德富 龚川 翁传松 《环境工程技术学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期426-435,共10页
基于三峡水库香溪河库湾汛期(2017年8月4—10日)水动力、气象和藻类漂移监测数据,运用数理统计方法,分析汛期香溪河浮游植物叶绿素a(Chla)浓度空间分布特征及其影响因素,探究分层异重流背景下藻类的水平输移和垂向掺混作用过程。结果表... 基于三峡水库香溪河库湾汛期(2017年8月4—10日)水动力、气象和藻类漂移监测数据,运用数理统计方法,分析汛期香溪河浮游植物叶绿素a(Chla)浓度空间分布特征及其影响因素,探究分层异重流背景下藻类的水平输移和垂向掺混作用过程。结果表明:1)汛期香溪河库湾水动力具有明显的分层异重流特性,监测期间雷诺数均大于4000,水体呈现紊流状态,对藻类的运动输移产生水平输运和垂向掺混2种影响。2)表层藻类水平漂移速度受到风速和水流流速的影响,响应关系式为V_(藻)=0.035V_(风)+0.461V_(水)+0.034(R^(2)=0.917,P<0.01)。3)分层异重流对高浓度藻细胞库湾原水的稀释作用和环流对高浓度藻细胞的携带作用,导致水柱Chla总浓度呈直线下降趋势,此时干流水体从中上层倒灌进库湾,上游来水以底部顺坡异重流方式流向河口,在中上游相遇形成环流,在库湾中部倒灌水体一分为二,分别从底部和表层输出库湾,Chla浓度分布特征为表层>底层>中层;当倒灌水体与库湾原水形成环流并从底部输出库湾时,Chla浓度分布特征为表层>中层>底层或者中层>底层>表层。因此,Chla浓度的水平分布主要受到风速和异重流的水平流速的影响,而垂向分布受到异重流所形成的水体循环模式的影响。 展开更多
关键词 藻类漂移速度 紊流 水平输运 垂向掺混 三峡水库
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尾矿浆体高海拔U型管道输送工程应用实践 被引量:1
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作者 刘军 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期32-35,共4页
通过对钨尾矿性质、浆体颗粒悬浮机理、非均质悬液淤积流速、磨阻损失、磨损机理研究分析,设定该钨矿尾矿浆体以紊流流态输送,速度区间为2~2.5 m/s,最大输送压力为40 kg/cm^2。在管道磨蚀控制、输送泵配置、检测仪器配置等方面,工程设... 通过对钨尾矿性质、浆体颗粒悬浮机理、非均质悬液淤积流速、磨阻损失、磨损机理研究分析,设定该钨矿尾矿浆体以紊流流态输送,速度区间为2~2.5 m/s,最大输送压力为40 kg/cm^2。在管道磨蚀控制、输送泵配置、检测仪器配置等方面,工程设计中注入了诸多相应技术措施。实际运转证明,输送系统运行安全、稳定,达到了设计预期目标。 展开更多
关键词 管道输送 钨矿 尾矿 紊流 淤积流速 磨阻损失 磨损
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