检索结果-南通市图书馆

基于双层刚性植被倾伏角度变化的明渠水流数值模拟

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科技与创新 2024年第5期 28-32页

作者：宋明聪董玉云兰州交通大学甘肃兰州730070

为了探究双层刚性植被倾伏角度变化对明渠水流特性的影响,采用标准k-Omega SST紊流模型,对双层刚性植被倾伏角度变化的明渠水流特性进行了数值模拟,结合实验实测数据,分析了测点流速变化,评价其影响因素。结果表明,倾伏角度对流速影响较... 详细信息

为了探究双层刚性植被倾伏角度变化对明渠水流特性的影响,采用标准k-Omega SST紊流模型,对双层刚性植被倾伏角度变化的明渠水流特性进行了数值模拟,结合实验实测数据,分析了测点流速变化,评价其影响因素。结果表明,倾伏角度对流速影响较大,随着倾伏角的增大,水槽内混合流速增大,在植被后形成圆柱绕流,绕流尺度随着倾伏角的减小而增大;在倾伏角度不同时,各测点的流速都经过3个拐点,呈现“增大—减小—增大”的变化趋势。在水流流经植被顶端两侧处时,湍动能k值变化最明显。同一测点,倾伏角越小时,流速受到圆柱绕流的影响越大,阻力越大,流速越小;倾伏角度与湍动能k成反比关系。

关键词：数值模拟刚性植被倾伏角水流流速

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刚性植被群对连续弯道水力特性的影响研究

中国农村水利水电 2023年第6期 95-100,106页

作者：孙雪岚张朝瑜白玉川段京京冀自青太原理工大学水利科学与工程学院山西太原030024 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

为了探究植被对天然弯曲河流水力特性的影响,通过连续弯曲水槽试验,设计均匀、簇状两种布设形式分别模拟人工规律种植以及自然丛生的植被群,对比分析不同的布设形式对弯道水流流场、水动力轴线、紊动能分布的影响。结果表明:①连续弯槽... 详细信息

为了探究植被对天然弯曲河流水力特性的影响,通过连续弯曲水槽试验,设计均匀、簇状两种布设形式分别模拟人工规律种植以及自然丛生的植被群,对比分析不同的布设形式对弯道水流流场、水动力轴线、紊动能分布的影响。结果表明:①连续弯槽中水流流场出现明显的流速分区:高流速区靠近凸岸,低流速区则分布在凹岸附近;底层水流与表层水流相比,高流速区分布范围扩大,低流速区减小;布设植被后高流速区分布范围增加,低流速区则剧减,且簇状布设的影响幅度明显大于均匀布设。②连续弯槽水流的水动力轴线偏离正常位置,其沿程表现出先贴近凸岸后脱离凸岸的动态变化过程;植被布设大大延缓了该进程,且簇状布设的延缓程度大于均匀布设。③连续弯槽水流的紊动能沿程分布呈现出不均匀性,最大值出现在弯顶附近区域;从紊动能数值变化可知,植被布设使得水流的紊动能普遍增加,且簇状布设的影响程度大于均匀布设。

关键词：刚性植被连续弯道流场水动力轴线紊动能

层结环境下刚性植被群对异重流影响的数值模拟

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水利水运工程学报 2022年第1期 77-88页

作者：谢晓云韩东睿林颖典浙江大学海洋学院浙江舟山316000

利用FLUENT软件模拟了层结环境下开闸式异重流通过刚性植被群的演变特性,使用二维大涡模拟,并结合用户自定义函数加入植被阻力效应,对异重流的头部速度、瞬时卷吸常数、势能转变,动能剖面变化等与环境水体层结度、植被群高度的关系进行... 详细信息

利用FLUENT软件模拟了层结环境下开闸式异重流通过刚性植被群的演变特性,使用二维大涡模拟,并结合用户自定义函数加入植被阻力效应,对异重流的头部速度、瞬时卷吸常数、势能转变,动能剖面变化等与环境水体层结度、植被群高度的关系进行相关分析。结果表明:层结环境会使异重流头部后期产生中性层入侵,但植被的存在会抑制此现象;在运动初期,异重流在低层结度环境时的头部速度比在高层结度环境的大,经过转变点,此趋势相反,而植被的存在会延迟这个转变点的出现,且转变点的出现随植被高度的增加而滞后;层结环境和植被都会抑制异重流的卷吸,但当这两种因素同时存在时,植被对异重流掺混抑制的影响起主要作用。异重流运动过程中,势能早期主要用于维持异重流前进,经过转变点后,大部分势能主要被不可逆掺混消耗,且植被和层结环境会将这个转变点提前。相同层结环境下,植被越高,异重流与环境流体间不可逆掺混引起的背景势能越不占优。层结环境会抑制断面处动能的多次波峰现象,但植被会促进该现象的发生。

关键词：异重流刚性植被层结环境势能转变动能峰值

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刚性植被区域床面泥沙起动特性

水科学进展 2017年第6期28卷 849-857页

作者：薛万云吴时强吴修锋戴江玉杨倩倩王芳芳南京水利科学研究院江苏南京210029 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029

为研究植被环境中床面泥沙起动特性,以天然河道中的植被及沙床为原型,对刚性植被环境中床面形态变化及泥沙起动规律进行了试验研究,并采用单位床面空间平均流速表述植被环境中泥沙的起动流速。研究结果表明,淹没植被条件下动床床面泥沙... 详细信息

为研究植被环境中床面泥沙起动特性,以天然河道中的植被及沙床为原型,对刚性植被环境中床面形态变化及泥沙起动规律进行了试验研究,并采用单位床面空间平均流速表述植被环境中泥沙的起动流速。研究结果表明,淹没植被条件下动床床面泥沙运动可分为3个阶段,即静止、部分起动及全部起动阶段,定义第3个阶段为刚性植被环境中泥沙起动的标准;推导的淹没刚性植被环境中的泥沙起动流速半经验函数关系式可以表述植被环境中泥沙起动特性,其中植被因子F_v对泥沙起动的影响最明显;植被密度一定时,植株周围冲坑深与空间平均流速成线性关系。研究认为采用植被环境中单位床面空间平均流速表述泥沙起动特性的方法是可行的。

关键词：试验刚性植被泥沙起动流速冲刷

不同布设形式刚性植被群对连续弯道水力特性的影响

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水电能源科学 2023年第8期41卷 31-34,9页

作者：张朝瑜孙雪岚冀自青段京京太原理工大学水利科学与工程学院山西太原030024 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

为了解植被群对天然弯曲河道水力特性的影响,设计簇状、均匀两种布设形式分别模拟自然丛生及人工规律种植的植被群,通过水槽试验探究植被不同布设形式对连续弯道流场、水动力轴线、紊动能、环流结构分布的影响。结果表明,连续弯道流场... 详细信息

为了解植被群对天然弯曲河道水力特性的影响,设计簇状、均匀两种布设形式分别模拟自然丛生及人工规律种植的植被群,通过水槽试验探究植被不同布设形式对连续弯道流场、水动力轴线、紊动能、环流结构分布的影响。结果表明,连续弯道流场出现明显的流速分区,其中高流速区靠近凸岸侧,低流速区依附在凹岸侧;植被布设使得高、低流速区的分布范围产生相反的变化规律,即高流速区增加,低流速区削减。弯道作用下水动力轴线在“弯顶上游侧逐渐摆向凸岸—弯顶附近紧贴凸岸—弯顶下游侧摆向凹岸”完成一个周期的运动变化;植被布设使其摆向水槽中部且簇状布设的偏离程度大于均匀布设。弯道作用下水流紊动能的沿程分布表现为“两侧小中间大”;整体上看植被布设使得弯顶下游侧紊动能增加且簇状布设的影响程度大于均匀布设。植被布设改变了环流结构,表现为涡核位置的摆动以及分布范围的改变。

关键词：连续弯道刚性植被流场水动力轴线紊动能环流

基于FLUENT刚性植被直径对明渠水流特性的影响

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水电能源科学 2023年第9期41卷 116-119,129页

作者：马健鑫石喜谢晓刚宋明聪兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

为探究岸滩及河底植被在不同时间段对水流特性的影响,在只改变植被直径变化(6~10 mm)的条件下采用数值模拟的方法研究了不同植被直径下的水流纵向流速的垂向分布、速度等值线分布、沿程水位分布及沿程紊流强度变化情况。结果表明,垂向... 详细信息

为探究岸滩及河底植被在不同时间段对水流特性的影响,在只改变植被直径变化(6~10 mm)的条件下采用数值模拟的方法研究了不同植被直径下的水流纵向流速的垂向分布、速度等值线分布、沿程水位分布及沿程紊流强度变化情况。结果表明,垂向流速分布在植被区内呈现“S”分布,在植被区外大致呈现“J”分布;且从总体上来看直径越大,水流整体速度越小,水位上游壅高越明显,水面坡比也越大;紊动强度与植被直径呈正比关系,且植被直径相同时水流过植被时的紊动强度大于植被通道处的紊动强度。

关键词：刚性植被植被直径数值模拟多相流紊动强度

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刚性植被作用下复合明渠水流特性实验研究

水动力学研究与进展（A辑） 2020年第4期35卷 469-478页

作者：赵卫伟景何仿王维红郭笑笑吴军涛董建强北方民族大学数值计算与工程应用研究所银川750021 北方民族大学宁夏智能信息与大数据国家重点实验室银川750021 北方民族大学数学与信息科学学院银川750021

为了研究在漫滩上生长有刚性植被的天然河道水流特性,在单侧具有二级漫滩的实验室复合水槽中,在一级和二级漫滩上布设刚性植被,进行了水流实验。根据水深,设置了四种不同方案(方案1-方案4),每种方案下,又根据漫滩上是否布置植被及植被... 详细信息

为了研究在漫滩上生长有刚性植被的天然河道水流特性,在单侧具有二级漫滩的实验室复合水槽中,在一级和二级漫滩上布设刚性植被,进行了水流实验。根据水深,设置了四种不同方案(方案1-方案4),每种方案下,又根据漫滩上是否布置植被及植被的布置方式,设置三种子方案。利用三维激光多普勒测速仪(3D LDV)和水位计等仪器对水流流速、水位及紊动强度等物理量进行实测,计算了不同方案下的水头损失和水力坡降等,对实测数据进行了比较分析。实验结果表明,与无植被情形相比较,漫滩上布置刚性植被时,会在一定程度上增大植被区水面坡降、水头损失、水力坡降及紊流强度;在植被数相同时,植被交错布置方式比平行布置方式对水力要素的影响较大。

关键词：刚性植被复合水槽 3D-LDV 水流流速

刚性植被对沿坡运动泥沙异重流动力及湍流特性的影响

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海洋与湖沼 2021年第4期52卷 886-894页

作者：王雨杭韩东睿吴挺峰林颖典浙江大学海洋学院舟山316021 中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008

开展一系列开闸式斜坡泥沙异重流水槽实验,采用高速相机记录异重流发展过程,并利用声学多普勒流速仪(acoustic doppler velocimeter, ADV)获取泥沙异重流的速度、浓度及湍流结构,探究刚性植被对异重流运动特性的影响。实验结果表明:随... 详细信息

开展一系列开闸式斜坡泥沙异重流水槽实验,采用高速相机记录异重流发展过程,并利用声学多普勒流速仪(acoustic doppler velocimeter, ADV)获取泥沙异重流的速度、浓度及湍流结构,探究刚性植被对异重流运动特性的影响。实验结果表明:随着植被高度的增大,泥沙异重流的头部与尾部发生分离,且植被高度对异重流头部速度削减作用的重要性大于植被密度;受植被作用的影响,异重流速度剖面的峰值位置和峰值大小均发生改变;此外,由于植被与异重流相互作用产生的湍流,使异重流的泥沙浓度剖面发生改变,并使悬浮于流体中的泥沙颗粒向上输运。本研究的结论对自然环境保护、水下工程建设等生产实际问题提供重要的科学依据。

关键词：泥沙异重流斜坡刚性植被湍流

波浪条件下刚性植被茎干紊流对沉积物再悬浮的促进作用

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湖泊科学 2020年第6期32卷 1827-1836页

作者：易雨君唐彩红张尚弘北京师范大学水环境模拟国家重点实验室北京师范大学环境学院北京100875 华北电力大学水利与水电工程学院北京102206

浅水湖泊沉积物再悬浮过程促进了沉积物内源性物质的释放,造成湖泊水体内源污染,加剧湖泊水质污染与生态恶化.开展刚性植被不同分布格局下的沉积物再悬浮水槽试验,能为浅水草型湖泊、滨海湿地等水环境治理与生态修复提供理论参考.本研... 详细信息

浅水湖泊沉积物再悬浮过程促进了沉积物内源性物质的释放,造成湖泊水体内源污染,加剧湖泊水质污染与生态恶化.开展刚性植被不同分布格局下的沉积物再悬浮水槽试验,能为浅水草型湖泊、滨海湿地等水环境治理与生态修复提供理论参考.本研究通过开展实验室波浪水槽试验,检验了3种直径12种密度的刚性模型植被对波浪扰动白洋淀沉积物再悬浮的影响,通过测定不同植被情景不同波浪条件下的瞬时速度和沉积物再悬浮浓度,详细阐述了植被产生的紊动能对沉积物再悬浮临界状态的影响,构建并验证了沉积物再悬浮植被紊流模型,预测了沉积物再悬浮的临界速度,为湿地生态恢复与保护提供参考.结果表明:1)植被的存在能有效增加近床面的紊动能;2)紊动能是控制沉积物再悬浮的关键性因素;3)沉积物再悬浮的临界波速与植被的固相体积分数相关.

关键词：刚性植被沉积物再悬浮波浪紊动能临界阈值浅水湖泊