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明渠水流相似模拟超声速气体空腔流动的研究

水力发电学报 2018年第9期37卷 47-53页

作者：张锦松谭磊刘俊韩亚东刘敏江清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室能源与动力工程系北京100084 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

基于热力学、流体力学基本关系式,采用微积分变换,推导了超声速气体流动和明渠流动的相似模拟的基本公式,总结了相似参数的对应关系、限制条件及应用范围。基于特征线法设计了喷管,并设计搭建了明渠水流试验台,采用高速相机和压力脉动... 详细信息

基于热力学、流体力学基本关系式,采用微积分变换,推导了超声速气体流动和明渠流动的相似模拟的基本公式,总结了相似参数的对应关系、限制条件及应用范围。基于特征线法设计了喷管,并设计搭建了明渠水流试验台,采用高速相机和压力脉动传感器,完成了明渠空腔水流流动的试验。试验结果表明,弗劳德数为2.0、流量为11 m3/h的空腔流动,其压力脉动主频为2.09 Hz。本文通过试验验证了可压缩气体流动与明渠水流流动之间的相似性,该研究方法在国防工业中具有广阔的应用前景。

关键词：可压缩气体流动明渠流动空腔流动马赫数弗劳德数

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光滑及粗糙壁面明渠湍流流动数值模拟

人民黄河 2010年第12期32卷 224-226页

作者：胥战海祖海坤唐山市水利规划设计研究院河北唐山063000

利用FLUENT软件对光滑及粗糙壁面明渠湍流流动进行数值模拟,分析了断面分区结构及流速分布、湍动强度分布、壁面切应力及摩阻流速。数值离散方法为有限体积法,自由表面的处理采用简单的"刚盖"假定,固壁面处理采用壁面函数法。将数值计... 详细信息

利用FLUENT软件对光滑及粗糙壁面明渠湍流流动进行数值模拟,分析了断面分区结构及流速分布、湍动强度分布、壁面切应力及摩阻流速。数值离散方法为有限体积法,自由表面的处理采用简单的"刚盖"假定,固壁面处理采用壁面函数法。将数值计算结果与物理模型试验结果作了比较,发现两者吻合得较好,表明FLUENT软件在计算明渠湍流过程中能够得到很好的模拟效果。

关键词：明渠流动 FLUENT软件数值模拟有限体积法刚盖假定

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明渠非定常流动数值计算的间断分解法

力学与实践 1995年第1期17卷 36-39页

作者：苏挺英陈文俊南京工程学院

给出了用间断分解法进行明渠非定常流数值计算的理论和方法。

关键词：水力学明渠流动非定常流动间断分解

水力学的基本理论及其在土木工程中的应用——评《水力学(第三版)》

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人民黄河 2024年第4期46卷 I0001-I0001页

作者：黄友明广西天柱建设管理有限公司

水力学是力学的分支,主要研究液体在静态和运动状态下的性质和行为,涉及流体力学、流体静力学和流体动力学等。随着该学科的发展成熟,其应用价值日益凸显,具体到土木工程中,房屋建筑、道路桥梁等建筑的修建均离不开水力学的指导。《水力... 详细信息

水力学是力学的分支,主要研究液体在静态和运动状态下的性质和行为,涉及流体力学、流体静力学和流体动力学等。随着该学科的发展成熟,其应用价值日益凸显,具体到土木工程中,房屋建筑、道路桥梁等建筑的修建均离不开水力学的指导。《水力学(第三版)》对水静力学和水动力学进行了系统阐述,并详细分析了水头损失、有压管流、明渠流动等。水力学基本理论主要包括:一是流体的性质。流体是液体和气体的总称,其具有一些特殊性质。

关键词：水力学明渠流动水静力学水动力学有压管流流体静力学水头损失土木工程

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基于唯象模型的部分植被河道流动分析

华中科技大学学报（自然科学版） 2014年第7期42卷 33-37页

作者：罗婧槐文信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

对局部有挺水植被明渠均匀流,采用分区模型,合理计入区间界面的表观切应力,建立动力平衡方程,推导出各区的断面平均纵向流速公式.基于唯象模型得出了植被区和非植被区交界面上的表观切应力,该应力是由界面上引起动量交换且占主导地位的... 详细信息

对局部有挺水植被明渠均匀流,采用分区模型,合理计入区间界面的表观切应力,建立动力平衡方程,推导出各区的断面平均纵向流速公式.基于唯象模型得出了植被区和非植被区交界面上的表观切应力,该应力是由界面上引起动量交换且占主导地位的漩涡产生的.用动量差表征表观切应力,其动量交换系数与占主导地位的漩涡半径和断面水力半径之比的1/3次方成正比.最后将计算结果与实测值进行比较,两者符合良好,表明本文模型可有效用于局部有挺水植被明渠均匀流的水流计算.

关键词：明渠流动植被表观切应力唯象模型流速

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柔性淹没植被对生态河道洪水波影响研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2016年第4期44卷 111-115页

作者：槐文信唐雪王伟杰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

为了研究生态河道中的植被对河道水流产生的阻力问题,分析了糙率与平均流速、水深、植被密度之间的关系,总结出柔性淹没植被情况下的糙率公式,并通过数值计算求解一维圣维南方程,从流量、水位、流速三个方面来分析柔性植被对洪水波传播... 详细信息

为了研究生态河道中的植被对河道水流产生的阻力问题,分析了糙率与平均流速、水深、植被密度之间的关系,总结出柔性淹没植被情况下的糙率公式,并通过数值计算求解一维圣维南方程,从流量、水位、流速三个方面来分析柔性植被对洪水波传播的影响.研究结果表明:植被的存在虽然会增大河床糙率,但当水位和流速增大时,植被对糙率的影响会降低;从糙率对洪水波影响来看,若糙率越大,则流量、流速越小,水位越高.

关键词：明渠流动柔性淹没植被水流阻力糙率洪水波

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多级复式断面河道植被水流特性试验研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2013年第10期41卷 128-132页

作者：王雯槐文信曾玉红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

在均匀流条件下对多级复式断面河道中边滩上无植被及有植被情况下的水流特性进行了试验研究.在复式断面渠道的两级阶地上布设钢筋模拟刚性植被,采用三维多普勒超声流速仪(ADV)对三维流场进行了测量,并与无植被条件下的流速场进行了对比... 详细信息

在均匀流条件下对多级复式断面河道中边滩上无植被及有植被情况下的水流特性进行了试验研究.在复式断面渠道的两级阶地上布设钢筋模拟刚性植被,采用三维多普勒超声流速仪(ADV)对三维流场进行了测量,并与无植被条件下的流速场进行了对比试验.根据实测结果,对横断面上的流速等值线图、纵向流速的垂线分布、水深平均纵向流速的横向分布,二次流分布及紊动能分布进行了分析.结果表明:植被的存在,加大了边滩的阻力,促使河道内主流速加速回归河道主槽,二次流主要发生在一级阶地处,最大紊动能亦出现在此处.与无植被多级复式断面比较而言,对数流速定律在二次流及强紊动的影响下,适用范围显著减小.

关键词：明渠流动植被流速分布复式河道二次流紊动能

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非淹没丁坝绕流的三维大涡模拟研究

力学学报 2013年第2期45卷 151-157页

作者：白静方红卫何国建水沙科学与水利水电工程国家重点实验室清华大学水利水电工程系北京100084

采用动态亚格子模式和浸没边界法,对宽浅槽道中的丁坝群绕流的水动力学特性进行了三维大涡模拟研究.利用丁坝绕流,试验中采用粒子图像测速仪(particle image velocimetry,PIV)测量的试验中自由水面处的时间平均流速和湍动强度数据对模... 详细信息

采用动态亚格子模式和浸没边界法,对宽浅槽道中的丁坝群绕流的水动力学特性进行了三维大涡模拟研究.利用丁坝绕流,试验中采用粒子图像测速仪(particle image velocimetry,PIV)测量的试验中自由水面处的时间平均流速和湍动强度数据对模型进行率定,结果表明计算结果与试验数据吻合良好.丁坝长度与丁坝之间距离的比值L/D对丁坝周围的水流流动形式、湍流强度、涡量分布有显著影响.在L保持不变并且L/D较大时,丁坝之间的距离D较小,这限制了混合层的发展,因此混合层中的湍动强度和涡量都较小;同时丁坝之间的回流区的流线形式也发生明显变化.此外,还给出了涡体在丁坝坝头附近产生,发展并向下游输运的动态过程.

关键词：丁坝明渠流动涡大涡模拟

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含刚性沉水植物明渠水流结构的试验研究

灌溉排水学报 2020年第2期39卷 78-83页

作者：王子建丁雪吉庆丰扬州大学水利科学与工程学院江苏扬州225009

【目的】得到含刚性沉水植物明渠的水流结构。【方法】采用粒子图像测速仪(PIV),用有机玻璃棒模拟刚性植物,在不同来水流量、植物密度条件下对明渠水流结构进行了试验研究。【结果】无植物时平均流速沿垂向呈对数分布规律,有植物时则呈... 详细信息

【目的】得到含刚性沉水植物明渠的水流结构。【方法】采用粒子图像测速仪(PIV),用有机玻璃棒模拟刚性植物,在不同来水流量、植物密度条件下对明渠水流结构进行了试验研究。【结果】无植物时平均流速沿垂向呈对数分布规律,有植物时则呈现明显的分区分布特性。无植物时紊动强度值沿垂向变化不大,有植物时在植物顶端位置处紊动最剧烈。流量或植物密度越大,植物顶端位置的流速梯度就越大,植物层上方的流速最大值也越大。植物密度越大,植物顶端位置的紊动强度越大,植物密度对水流紊动强度由最大值减小到最小值的区域影响很大。【结论】刚性沉水植物的存在会改变水流结构,增强紊动掺混,增强流体质点交换和能量传递,且上述影响会随着流量或植物密度的增大而增强。

关键词：刚性沉水植物明渠流动水流结构试验研究