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基于边界元法的二维结构物出水的数值模拟

大连海事大学学报 2016年第4期42卷 26-32页

作者：王双强张桂勇冯松宗智邹丽大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室/船舶工程学院辽宁大连116024

基于边界元方法对二维结构物出水进行数值模拟,分析该过程的水动力问题.模型假定流体不可压缩,并忽略黏性;结构物为刚体,以恒定速度垂直出水.基于拉格朗日网格追踪每一点的运动和速度势的变化,计算出水过程中的非线性自由液面.结果表明... 详细信息

基于边界元方法对二维结构物出水进行数值模拟,分析该过程的水动力问题.模型假定流体不可压缩,并忽略黏性;结构物为刚体,以恒定速度垂直出水.基于拉格朗日网格追踪每一点的运动和速度势的变化,计算出水过程中的非线性自由液面.结果表明,在临近自由表面时,结构物上方的自由液面形成一个隆起区;同时,结构物受到垂直向下的水动压力明显增大.

关键词：二维结构物出水非线性自由液面拖曳力边界元(BEM)

高速水流下旋流消能泄洪洞衬砌应力与破坏特征

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应用力学学报 2016年第5期33卷 872-877,940页

作者：张志强陈方方李宁姚显春西安理工大学岩土工程研究所西安710048 西安科技大学建筑与土木工程学院西安710054

旋流消能泄洪洞在高速水流作用下旋流拖曳力实用化计算方法和旋流拖曳力作用下衬砌应力与破坏特征对评价旋流消能泄洪洞结构优化设计以及衬砌结构的安全性至关重要。本文以边界层理论为基础,利用奥地利岩土工程分析系统FINAL,对泄洪洞... 详细信息

旋流消能泄洪洞在高速水流作用下旋流拖曳力实用化计算方法和旋流拖曳力作用下衬砌应力与破坏特征对评价旋流消能泄洪洞结构优化设计以及衬砌结构的安全性至关重要。本文以边界层理论为基础,利用奥地利岩土工程分析系统FINAL,对泄洪洞在拖曳力和局部负压作用下的局部安全稳定性问题进行了多种工况下的三维非线性有限元分析。首次从结构应力角度研究了因高速水流产生的拖曳力和局部负压对旋流消能泄洪洞衬砌应力分布与破坏特征的影响;分析了旋流消能泄洪洞运行过程中产生拖曳力的大小与分布,得到了旋流消能高速水流拖曳力实用化计算方法,并用于分析拖曳力大小、方向、泄洪洞运行过程中负压出现的部位和大小。详细分析了流速为25m/s、30m/s、35m/s时拖曳力和局部负压对旋流消能泄洪洞关键洞段衬砌的应力、变形与破坏区的影响。结果表明:旋流拖曳力对衬砌应力、旋流段衬砌破坏区大小、深度影响显著,在设计过程中需要对影响显著部位进行必要的加固强化处理;局部负压对衬砌影响较小,可以忽略。分析成果已应用于公伯峡水电站旋流消能泄洪洞设计、施工。

关键词：旋流消能泄洪洞拖曳力局部负压衬砌应力破坏特征

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三维波浪-流-串行桩柱相互作用的数值分析

应用力学学报 2010年第4期27卷 680-686页

作者：谭长建祝兵上海建科院上海市工程结构新技术重点实验室上海200032 西南交通大学土木工程学院成都610031

为探讨波浪-流-串行桩柱的相互作用,建立了三维数值模型,采用大涡模拟(LES)方法对湍流进行模拟。研究了波浪-流-串行桩柱相互作用下的拖曳系数,对波浪-流靠近结构时的非线性相互作用引起的拖曳力和涡的变化,以及在结构前后自由面的变化... 详细信息

为探讨波浪-流-串行桩柱的相互作用,建立了三维数值模型,采用大涡模拟(LES)方法对湍流进行模拟。研究了波浪-流-串行桩柱相互作用下的拖曳系数,对波浪-流靠近结构时的非线性相互作用引起的拖曳力和涡的变化,以及在结构前后自由面的变化进行了分析,并且与波浪-流与孤立桩柱相互作用的研究进行比较。结果表明:由于桩柱的存在,在波浪-流的传播过程中出现了时间延迟,这就导致了桩柱前后附近自由面水位存在较大的位移差;由于桩柱之间互相干扰,下游桩柱的存在导致上游桩柱附近不能形成非对称的周期性涡脱落,上游桩柱横向拖曳力受到影响最大,顺方的拖曳力也受到明显影响;下游桩柱横向和顺向的拖曳力都受到较大的影响;同时涡的脱落会把其附近的自由面吸入。

关键词：波浪-流-结构相互作用数值模型大涡模拟拖曳力涡脱落自由面

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水喷淋作用下烟气层稳定性的判据研究

中国科学技术大学学报 2006年第12期36卷 1325-1330页

作者：张村峰李元洲霍然王浩波中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室

对水喷淋作用时液滴与烟气层的相互作用过程进行分析,采用单位体积液滴拖曳力与烟气浮力的比值作为参数,建立了水喷淋作用时烟气层稳定性的判断方法.采用FDS(fire dynamicssimulator)进行模拟计算,对这一判据进行验证.结果表明,当该比... 详细信息

对水喷淋作用时液滴与烟气层的相互作用过程进行分析,采用单位体积液滴拖曳力与烟气浮力的比值作为参数,建立了水喷淋作用时烟气层稳定性的判断方法.采用FDS(fire dynamicssimulator)进行模拟计算,对这一判据进行验证.结果表明,当该比值大于1时,烟气“拥塞”将发生;比值小于1时,烟气层将保持稳定.

关键词：火灾烟气稳定性拖曳力浮力

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连接器对拖曳线列阵水动力和姿态仿真分析

现代传输 2023年第5期 44-48页

作者：王芳朱震霄徐杰周亚卓洪晓亮支静静许德玲娄威龙中国电子科技集团公司第二十三研究所上海201900 武汉纺织大学纺织科学与工程学院湖北武汉430000

拖曳线列阵在军事及民用领域有着广泛的应用,其水动力学和姿态控制是各种拖曳线列阵系统设计的关键。基于Albow和Schechter方法,建立了拖缆——子阵——连接器的联合水动力模型,并采用有限差分方法和牛顿迭代法求解。以某拖曳线列阵为... 详细信息

拖曳线列阵在军事及民用领域有着广泛的应用,其水动力学和姿态控制是各种拖曳线列阵系统设计的关键。基于Albow和Schechter方法,建立了拖缆——子阵——连接器的联合水动力模型,并采用有限差分方法和牛顿迭代法求解。以某拖曳线列阵为研究对象,研究分析了不同工况的拖曳深度、拖曳力和俯仰角参数。研究结果表明:随着拖曳速度的变化,拖曳线列阵深度和拖曳力变化很大;不同分段长度的拖曳线列阵的姿态在不同拖曳力下变化不大。该模型可对各种拖缆及拖曳线列阵的拖曳力及水下姿态等做出预判,为绞车及整个拖曳线列阵系统等整体设计提供支撑。

关键词：拖曳线列阵连接器姿态拖曳力拖缆

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部分植被化复式河道水流的二维解析解

应用数学和力学 2008年第8期29卷 976-982页

作者：槐文信徐治钢杨中华曾玉红水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉大学武汉430072

运用涡粘模型理论对部分植被化复式河道的水流水深平均流速和边壁切应力分布进行了求解.通过对水流微元体进行纵向受力分析建立相应的控制微分方程,其中植被对水流的影响归结为拖曳力项.同时将复式渠道划分为3个子区域,通过联立求解各... 详细信息

运用涡粘模型理论对部分植被化复式河道的水流水深平均流速和边壁切应力分布进行了求解.通过对水流微元体进行纵向受力分析建立相应的控制微分方程,其中植被对水流的影响归结为拖曳力项.同时将复式渠道划分为3个子区域,通过联立求解各区域微分方程中的定解系数,最终得到均匀流的条件下各区水深平均流速的横向分布的解析解.在获得水深平均流速的横向分布后,可进一步给出对泥沙输移有重要影响的河床切应力的横向分布.通过与试验测得的资料比较,表明给出的解析解能够为工程设计提供足够精度的水力特性的预报.

关键词：复式河道水深平均流速拖曳力涡粘模型解析解植被

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万家寨水库冰塞计算方法探讨

冰川冻土 2003年第S2期25卷 250-254页

作者：马喜祥熊运阜水利部天津水利水电勘测设计研究院天津300222 黄河万家寨水利枢纽有限公司山西偏关036412

通过对冰塞体的受力分析找出影响冰塞河段稳定流速的因素,利用万家寨水库冰塞实测资料建立了稳定流速计算的经验关系式.稳定流速计算公式与有压管流能量方程联解求出各断面测压管水位和冰盖底部高程,根据浮力原理求出冰塞河段的冰面高程... 详细信息

通过对冰塞体的受力分析找出影响冰塞河段稳定流速的因素,利用万家寨水库冰塞实测资料建立了稳定流速计算的经验关系式.稳定流速计算公式与有压管流能量方程联解求出各断面测压管水位和冰盖底部高程,根据浮力原理求出冰塞河段的冰面高程.经实测资料验证,结果精度较好,达到设计要求.

关键词：万家寨水库冰花冰塞有压管流拖曳力

膜态沸腾条件下高温颗粒周围流体热动力特性的实验研究

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核科学与工程 2004年第4期24卷 318-322页

作者：李小燕杨燕华徐济鋆上海交通大学机械与动力工程学院核科学与系统工程系上海200030

利用已有的实验和理论基础 ,对高温球体与冷液在膜态沸腾条件下的多相混合结构进行详细的小规模实验研究 ,分析了单个高温颗粒在水中阻力受力的情况。发现高温小球在冷却剂中的速度比冷球的低 ,且随球温的升高而减小。目的是利用小规模... 详细信息

利用已有的实验和理论基础 ,对高温球体与冷液在膜态沸腾条件下的多相混合结构进行详细的小规模实验研究 ,分析了单个高温颗粒在水中阻力受力的情况。发现高温小球在冷却剂中的速度比冷球的低 ,且随球温的升高而减小。目的是利用小规模实验研究单个高温颗粒的传热和阻力特性 ,可以分割各种在膜态高速沸腾条件下干扰换热与运动的影响因素 ,从而从本质上了解该结构条件下的热动力特性。

关键词：蒸汽爆炸膜态沸腾拖曳力自由沉降末速核反应堆

大洋多金属结核1km海上开采实验系统扬矿管水平液动力分析和计算

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北京科技大学学报 2006年第11期28卷 1042-1046页

作者：冯福璋冯雅丽张文明北京科技大学土木与环境工程学院北京100083

大洋多金属结核1km海上开采实验系统的扬矿管所受水平液动力由多个参数决定.本文从系统总体设计参数出发,得出了其他各种参数值,并根据Morison方程详细推导了海浪和海流的速度和加速度的表达式,最后采用数值积分的方法得出了液动力随时... 详细信息

大洋多金属结核1km海上开采实验系统的扬矿管所受水平液动力由多个参数决定.本文从系统总体设计参数出发,得出了其他各种参数值,并根据Morison方程详细推导了海浪和海流的速度和加速度的表达式,最后采用数值积分的方法得出了液动力随时间和深度的变化曲线.在同一水深处,总液动力随时间的变化规律接近于正弦(余弦)曲线;而在同一时刻,总液动力则随水深绝对值的增加而递减,在水深0m至水深-200m内,递减速度很快;总液动力最大值为3·790kN.

关键词：海上采矿多金属结核扬矿管液动力拖曳力惯性力 Morison方程