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基于水下摄影的床面泥沙运动特性试验研究

水科学进展 2021年第3期32卷 449-457页

作者：刘明潇 Michele Guala 孙东坡华北水利水电大学水利学院河南郑州450046 St.Antony Fall Laboratory University of MinnesotaMinneapolis 55414USA

为提高推移质试验的观测精度与效率,基于水下摄影和粒子跟踪(UP/PTV)技术,实现明槽流床面泥沙运动状态的精细试验观测。通过剔除床面颗粒震颤干扰、设置颗粒临界运动阈值和多重滤波筛选程序,提高采集样本数据的有效性。利用多组低强度... 详细信息

为提高推移质试验的观测精度与效率,基于水下摄影和粒子跟踪(UP/PTV)技术,实现明槽流床面泥沙运动状态的精细试验观测。通过剔除床面颗粒震颤干扰、设置颗粒临界运动阈值和多重滤波筛选程序,提高采集样本数据的有效性。利用多组低强度推移质试验,提取床面颗粒运动轨迹、速度、单步时长等数据,并进行粒子运动的Lagrange过程分析和概率密度分布(PDF)研究。研究表明:粒间碰撞和近底紊流扫荡的影响使粒子速度在单步步长内呈现先急剧增加再缓慢衰减的变化特征;速度PDF曲线显示细尾Gamma函数特性,同时受粒子震颤效应影响,加速度PDF曲线则具有拉普拉斯分布特征;粒子速度与摩阻流速之间关系密切,保持3.4~3.5的比值;粒子单步时长与步长的联合分布呈幂函数变化规律,拟合曲线指数一般为1.25~1.3。幂律指数大小受推移质输沙强度与床面粒子异质性的影响。

关键词：床面泥沙粒子跟踪技术水下摄影粒子状态活跃等待细尾分布

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颗粒非均匀度对推移质输移的影响

颗粒非均匀度对推移质输移的影响

作者：刘明潇华北水利水电大学

学位级别：硕士

非均匀泥沙的运动规律比较复杂，特别是粗细颗间的相互作用对推移质输移的影响，目前的研究还不充分;这严重制约了泥沙学科的发展，也难以满足河流工程设计与河流规划、管理的需求;因此开展非均匀泥沙输移机理研究具有重要的理论意义和... 详细信息

非均匀泥沙的运动规律比较复杂，特别是粗细颗间的相互作用对推移质输移的影响，目前的研究还不充分;这严重制约了泥沙学科的发展，也难以满足河流工程设计与河流规划、管理的需求;因此开展非均匀泥沙输移机理研究具有重要的理论意义和工程应用价值。为研究颗粒非均匀度对推移质泥沙输移过程的影响，设计、制作了专用量测仪器（推移质动态采集量测系统和推移质拣选度动态量测系统）;筛选出满足量测精度要求的推移质选测频率，提出了基于图像识别技术的粒子分布密度、非均匀沙拣选度与推移质输沙率的确定方法。进行了不同粗细配比的非均匀沙水槽系列试验（8Groups，25Cases），实现了基于过程的水流紊动、颗粒交换与推移质输移量的实时监测。系列试验研究表明，在床面补给不充分的条件下，推移质输移强度一般遵循初期发展、中期逐渐稳定，后期慢慢衰减的模式;累积输移量与水流强度和床沙粗细比有关，推移质输移率的时变特征则大致呈现三次函数曲线的形态。为综合反映床面粗糙度、粘性底层特性与颗粒非均匀性对近壁区流场的影响，引入了综合水流强度函数Ψb，特征傅氏数Frb，非均匀沙特征数β和无量纲推移质泥沙输移强度函数Φ。利用量纲分析与试验数据拟合研究，建立了非均匀推移质输移强度与综合水流强度的复合函数关系，给出了复合关系中反映泥沙非均匀度参量的相应计算方法。对试验水槽床面附近水流紊动结构与推移质输移率的波动性分析表明，非均匀推移质输移率的波动性与粗颗粒运动的阵发性有关。提出了床面粗颗粒运动的2种模式：紊流猝发引起的促发模式与细颗粒碰撞引起的触发模式;水流流速脉动的拟序特征与推移质输移的阵发特征存在关联性。颗粒非均匀度对推移质输移的影响体现在细颗粒存在对床面水流结构与对粗颗粒的碰撞影响方面。通常当床面水流流速脉动峰值大于2.5σ时，粗沙便成规模输移;而瞬时脉动强度低于1.5σ时，便多为细沙输移，粗沙几乎不参与运动。床沙中适当比例的细沙会提高推移质中粗沙的运动强度及相应推移质输移量。在给定水流强度条件下，增加细沙权重，非均匀推移质输移强度呈现驼峰型变化;当颗粒粗细比为3：7时，非均匀推移质输沙率达到最大;这意味着在冲积性河流的水沙调控中，控制适宜的颗粒非均匀度（粗细比），能实现较高的推移质输沙效率。

关键词：推移质颗粒非均匀度综合水流强度函数图像识别紊动猝发模式

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共同饮酒侵权责任实证分析

共同饮酒侵权责任实证分析

作者：刘明潇武汉工程大学

学位级别：硕士

近年来,随着社会的发展和生活水平的提升,在聚餐活动时饮酒已经成为了一种普遍现象。虽然说适量的饮酒后可以增进朋友间的情感和满足基本的娱乐需求,但是由于每个人酒量的差异会在不经意间引发意外事故造成损害,使得本来很开心的事情转... 详细信息

近年来,随着社会的发展和生活水平的提升,在聚餐活动时饮酒已经成为了一种普遍现象。虽然说适量的饮酒后可以增进朋友间的情感和满足基本的娱乐需求,但是由于每个人酒量的差异会在不经意间引发意外事故造成损害,使得本来很开心的事情转变为悲剧,甚至导致亲朋好友之间反目成仇。共同饮酒后发生的侵权案件,责任划分的不同会导致判决结果不同,这会使涉事主体之间产生争议并且也会影响到老百姓对于共同饮酒行为的理解。近年来我国各地关于共同饮酒侵权的案件日益增加,各个地区受理的酒后侵权案件各式各样,判决结果也不尽相同,但是目前来讲,我国还没有一个相对明确的法律规定来规制关于共同饮酒侵权的案件,所以在法官审理案件时就会发挥自由裁量权,案件的判决更多的是靠法官的自由裁量,这导致了有关的案例往往是相同的情况却有着不同的判罚的。然而在这种情况下就会使法律的权威在老百姓心中大打折扣。基于此对共同饮酒人侵权责任的探讨是很有必要的,对其进行完善以弥补当前我国法律法规中存在的漏洞,使判罚做到有理有据。本文首先介绍了选题背景和意义,并对国内外关于此问题的研究现状进行了综述,并对本论文的主要研究方法进行了总结,指出了在研究和撰写过程中遇到的困难,以及本文的创新之处。第二部分对共同饮酒的法律属性、共同饮酒人的法律基础进行了论述。对共同饮酒人应当承担哪些侵权责任进行了探讨。第三部分介绍了共同饮酒侵权的案例。文章选取了几件近几年发生的案例,对案件的案情、判决结果、判决依据等进行了简单的剖析,并归纳出判决结果的不同及形成原因。第四部分分析了我国共同饮酒侵权案件责任的立法现状与不足。第五部分结合国外相关法律规定,对我国现行有关共同饮酒人侵权责任的立法和司法实践进行了总结。第六部分就共同饮酒侵权责任的完善提出了完善建议。

关键词：共同饮酒侵权行为安全保障义务

冲积性河流河床冲淤调整对洪水泥沙过程的响应——以黄河游荡型河段为例

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水科学进展 2014年第5期25卷 668-676页

作者：孙东坡刘明潇张晓雷孙羽华北水利水电大学水利学院河南郑州450011 西安理工大学水利水电学院陕西西安710048 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

为研究冲积性河流造床机理,基于能量耗散原理分析河床调整与水沙过程(变异特性)间的关系十分必要。以黄河游荡型河段为例,利用实测资料分析和平面二维水沙数值模拟方法,进行了各种洪水泥沙条件下河流冲淤规律的探讨。研究发现平滩面积... 详细信息

为研究冲积性河流造床机理,基于能量耗散原理分析河床调整与水沙过程(变异特性)间的关系十分必要。以黄河游荡型河段为例,利用实测资料分析和平面二维水沙数值模拟方法,进行了各种洪水泥沙条件下河流冲淤规律的探讨。研究发现平滩面积、河相系数与径流泥沙特征值间存在的关联性映射出冲积性河流能量关系中的制约机制;不同洪水泥沙过程的河床冲刷强度变化具有阶段性,主槽累积刷槽效应与洪水泥沙过程有密切响应关系;高效输沙的洪水过程通过塑造最适宜的河床断面形态,能实现最佳输沙效率与主槽的最大冲刷。在不同漫滩洪水条件中,综合系数Φ最大时的洪水过程具有最大累积刷槽效应,因此对应流量可作为黄河下游漫滩洪水的调控指标。

关键词：河流反应河床形态能量耗散黄河下游累积输沙效应

有局部边界约束的明流泄洪洞泄流特异性与水力优化研究

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应用基础与工程科学学报 2017年第3期25卷 442-454页

作者：刘明潇孙东坡李国栋韩力球西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地陕西西安710048 华北水利水电大学水力学及河流研究所河南郑州450045 绍兴市水利局浙江绍兴312000

洞、渠组合的长距离泄流系统受大变幅水流条件的影响和局部边界约束,沿程流态十分复杂,因此泄流安全的研究十分必要.本文借助水力模拟与理论分析,以某抽水蓄能电站水库的明流泄洪洞、渠系统为例,研究了复杂运用条件的水力学特性.研究发... 详细信息

洞、渠组合的长距离泄流系统受大变幅水流条件的影响和局部边界约束,沿程流态十分复杂,因此泄流安全的研究十分必要.本文借助水力模拟与理论分析,以某抽水蓄能电站水库的明流泄洪洞、渠系统为例,研究了复杂运用条件的水力学特性.研究发现泄流过程中因边界约束出现的洞内水跃使跃后缓流段过流能力剧减,引发洞内壅塞与明渠局部漫溢,出现水深随流量改变呈驼峰曲线变化的泄流特异性.这一特异性与洞内水跃的发生及当地的流态转换密切相关,表现为无量纲水深与水流Fr的波状函数关系,相应的特征水深则随Fr呈幂函数规律变化.针对洞内水跃引发的洞内壅塞与明渠漫溢等泄流安全问题,基于多目标、多约束条件的水力优化分析,提出了"抑制洞内水跃强度、控制流量与流态协调性"的泄流运行原则,并据此对泄流系统进行了体型优化.试验研究表明通过调整泄流系统的纵横剖面,协调各段的泄流能力与流态,控制特殊部位的水流能量关系,可以有效削弱、控制局部边界约束引发的泄流特异性,消除洞内壅塞,满足复杂水流条件下的泄流安全要求.

关键词：水力模拟水跃洞内壅塞泄流特异性波状函数

城市新区极端雨洪汇流淹没特性与致灾机理调查研究——以郑州“7.20”特大暴雨(郑东新区)为例

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水利学报 2024年第3期55卷 288-300页

作者：刘明潇朱勇杰胡昊 ZHANG Hao 孙东坡华北水利水电大学港口、航道与海洋发展研究中心河南郑州450046 黄河水利职业技术学院河南开封475004 Faculty of Advanced Science and Technology Kumamoto University日本熊本8608555

近年来全球极端暴雨发生的可能性与不确定性提高,增加了城市遭遇特大洪涝灾害的风险。城市雨洪与河道洪水有显著差异,灾后雨洪信息快速采集与调研对认清雨洪特性与致灾机理尤显重要。本文以郑州2021年“7.20”特大暴雨为例,结合郑东新... 详细信息

近年来全球极端暴雨发生的可能性与不确定性提高,增加了城市遭遇特大洪涝灾害的风险。城市雨洪与河道洪水有显著差异,灾后雨洪信息快速采集与调研对认清雨洪特性与致灾机理尤显重要。本文以郑州2021年“7.20”特大暴雨为例,结合郑东新区地理与社会环境特点,采用野外调查测量、口述记录、多源数据分析、数值模拟对比相结合的方法开展了城市雨洪汇流淹没特性及致灾机理的调查研究。针对城市雨洪洪痕特征,拟定调查基本方法与适宜工作程序,根据调查区93处洪痕数据绘制了区域雨洪淹没分布图,分析了城市雨洪峰值水位分布特征及调查区汇流特性,探索了道路雨洪汇流流速及行洪道路阻力参数的确定方法。研究表明,城市雨洪地表主要泄流通道是街区道路,汇流方向受连续阻水、导水建筑与路网布局影响,雨洪淹没深度分布与下垫面条件和雨洪汇流特性有关。致灾机理研究分析表明,极端暴雨汇流远超城市排水管网泄流能力,雨洪选择阻力小的街道快速行洪,街道交汇处壅阻引起局部积水严重,这是极端暴雨致灾的直接诱因;而城市新区水系泄洪排涝关系不协调以及清障不力,导致城区河流行洪不畅,干支流异常高水位的顶托,严重降低了管网排涝功能,则是城市雨洪严重积涝致灾的深层原因。研究成果可为城市雨洪调查标准方法的建立与城市新区防洪排涝体系规划提供技术参考。

关键词：特大暴雨城市雨洪街区洪痕道路糙率河湖连通

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永磁体内嵌式超洁净阀及其优化设计方法

液压与气动 2021年第3期45卷 33-39页

作者：刘明潇胡亮傅新浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027

面向半导体、生物医药、电子级化工等领域的超洁净流控需求,提出了一种新的永磁体内嵌式超洁净阀结构。将永磁体嵌入超洁净材料(如超纯全氟树脂)所制的阀芯内,通过阀腔外部的永磁体驱动阀芯启闭,从而实现液体介质的超洁净控制。阐述了... 详细信息

面向半导体、生物医药、电子级化工等领域的超洁净流控需求,提出了一种新的永磁体内嵌式超洁净阀结构。将永磁体嵌入超洁净材料(如超纯全氟树脂)所制的阀芯内,通过阀腔外部的永磁体驱动阀芯启闭,从而实现液体介质的超洁净控制。阐述了该超洁净阀的工作原理及优势,对其流量-压损特性进行了仿真计算,并通过不同开口下流体介质对阀芯作用力与阀腔内外永磁体间磁场作用力的计算,对阀芯受力特性进行了分析,验证了永磁体内嵌式超洁净阀方案的可行性。进而,为改善阀芯启闭与控制特性,对驱动磁场进行了优化设计,并通过仿真验证了其有效性。

关键词：半导体超洁净阀永磁体内嵌

多沙河流水库下游河道水面线预测推求方法的探讨

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水力发电学报 2014年第4期33卷 156-162页

作者：孙东坡吴新宇刘明潇方林华北水利水电大学水力学及河流研究所郑州450011 黄河水利职业技术学院河南开封475003

多沙河流河床冲淤强度大、河势多变。在水面线预测计算时不但要考虑现状河床边界与水流条件,还要考虑未来的河床变化及水位的相应影响,特别是有水库调控的河流下游更是如此。本文阐述了多沙河流水库下游河床演变调整特点,分析了受水库... 详细信息

多沙河流河床冲淤强度大、河势多变。在水面线预测计算时不但要考虑现状河床边界与水流条件,还要考虑未来的河床变化及水位的相应影响,特别是有水库调控的河流下游更是如此。本文阐述了多沙河流水库下游河床演变调整特点,分析了受水库运用影响的河床反馈调整四个阶段与时间节点;深泓点高程调整可以用反映来水来沙及时间等因素的多因子分段函数表征。基于河床反馈调整的边界响应模式,提出了预测年河床边界条件的分时段处理和推求预测年水位流量关系的方法。利用提出的响应模式,进行了黄河小浪底水库下游河段的水面线预测计算。水面线成果较好地反映了河床调整对洪水位的影响,验证比较合理可信。

关键词：水力学水面线预测边界响应模式分段函数多沙河流

双峰型非均匀沙粗细颗粒相互作用对推移质输移的影响

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水利学报 2015年第7期46卷 819-827页

作者：刘明潇孙东坡王鹏涛赵亚飞韩力球西安理工大学水利水电学院陕西西安710048 华北水利水电大学水利学院河南郑州45001

为研究粗细颗粒间相互作用对非均匀沙输移的影响,采用推移质动态采集、图像识别和多普勒测速技术,实现了瞬时输沙量、颗粒组成与近壁脉动流速的实时同步监测。针对双峰型非均匀沙进行了211组推移质系列水槽试验,分析表明:推移质输移量... 详细信息

为研究粗细颗粒间相互作用对非均匀沙输移的影响,采用推移质动态采集、图像识别和多普勒测速技术,实现了瞬时输沙量、颗粒组成与近壁脉动流速的实时同步监测。针对双峰型非均匀沙进行了211组推移质系列水槽试验,分析表明:推移质输移量与粗沙拣选度的随机波动与紊动猝发引起的流速脉动具有响应关系;推移质中细粒基本保持持续输移,而粗粒输移则具阵发性,并遵循促发、触发与失怙3种模式;颗粒组成结构对3种模式的实施过程有重要影响;它制约着泥沙中细粒对粗粒的激励、碰撞和解怙强度,使得推移质总沙、细沙和粗沙输移率随床沙组成的改变各自呈现出不同的变化规律;水流强度一定时,随床沙粗细比的减小,输沙率呈驼峰型曲线变化;只有适宜的粗细颗粒搭配(ηc)才能使非均匀推移质输沙率达到峰值,且大于该床沙组成中任一均匀沙的输沙率。

关键词：推移质双峰型非均匀沙粗细比猝发作用失怙模式驼峰曲线