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涡流发生器高度对风力机翼段动态失速过程的影响分析

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机械工程学报 2024年第8期60卷 291-298页

作者：冯俊鑫赵振宙陈明江瑞芳王丁丁刘一格河海大学能源与电气学院南京211100 华润电力技术研究院有限公司东莞518000 南通河海大学海洋与近海工程研究院南通226019

以DU91-W2-250翼段为研究对象,基于带转捩的SST k-ω湍流模型,分析涡流发生器(Vortex generator,VG)高度对翼段动态失速的影响规律。从翼段在动态失速时的升阻力系数、边界层速度型的演变规律、分离涡拓扑结构以及VG流向涡的发展等角度... 详细信息

以DU91-W2-250翼段为研究对象,基于带转捩的SST k-ω湍流模型,分析涡流发生器(Vortex generator,VG)高度对翼段动态失速的影响规律。从翼段在动态失速时的升阻力系数、边界层速度型的演变规律、分离涡拓扑结构以及VG流向涡的发展等角度,研究h=5、6、7.5、10 mm四种高度的VG对风力机翼段的流动控制效果。研究发现,当VG高度增大,其增升效果明显,最大阻力增加,下俯阶段降阻程度加大。较光滑翼段而言,加VG翼段边界层的流体动能更大,边界层厚度更小。高度越大的VG,流向涡环量越大且受攻角影响程度变小,涡核高度增加,耗散程度越小。总体而言,h=7.5 mm的VG在下俯阶段增升降阻作用最明显,边界层流体动能增加程度最大,其流向涡弦向控制范围更广、耗散程度更小,可有效抑制流动分离。

关键词：流动控制涡流发生器 DU91-W2-250 动态失速

模拟柱状节理玄武岩试样的失效模式与各向异性特征试验研究

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岩土力学 2024年第S1期45卷 259-266页

作者：孔洋阮怀宁汪璋淳南京水利科学研究院岩土工程研究所河海大学岩土工程研究所

我国西南山区水利水电工程中玄武岩断续柱状节理赋存环境复杂，室内力学特性试验是探究柱状节理玄武岩失效模式与劣化机制的有益手段，借助3D打印技术、MTS单轴压缩试验与微距相机拍照，深化研究了柱状节理玄武岩试样的变形失效模式，... 详细信息

我国西南山区水利水电工程中玄武岩断续柱状节理赋存环境复杂，室内力学特性试验是探究柱状节理玄武岩失效模式与劣化机制的有益手段，借助3D打印技术、MTS单轴压缩试验与微距相机拍照，深化研究了柱状节理玄武岩试样的变形失效模式，讨论了柱状节理玄武岩试样各向异性效应并对其进行了量化分析研究。研究结果表明：（1）受柱体倾斜角度的影响，柱状节理玄武岩试样的破坏形态差异性较为显著，可以总结出3类典型失效模式，沿柱状节理网络的轴向劈裂失效模式、沿柱状节理面的剪切-滑移失效模式以及贯穿节理网络的张拉-剪切失效模式，失效模式符合坝址区地下洞室开挖过程中实际揭露的柱状节理玄武岩破坏情况；（2）柱状节理玄武岩试样峰值强度与变形模量随柱体倾角的变化曲线呈现“肩型”各向异性；（3）引入强度和模量各向异性比概念，给定了不同倾斜角度工况下柱状节理玄武岩试样的各向异性等级。该研究结果对实际工程岩体的变形失效模式与各向异性特征分析具有一定的参考价值。

关键词：玄武岩失效模式变形破坏各向异性柱状节理

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河湖库淤积治理中底泥清淤的内涵与发展方向

水利学报 2024年第4期55卷 456-467页

作者：朱伟侯豪孙继鹏钟军王鑫牟彪河海大学水科学研究院江苏南京210098 河海大学土木与交通学院江苏南京210098 河海大学环境学院江苏南京210098

淤积问题对我国的水利事业影响深远,而底泥清淤是近些年淤积治理中经常采用的措施。针对底泥清淤的现状和存在问题,系统梳理了底泥清淤这一学科交叉领域的相关理论、技术和方法;阐述了对底泥清淤的概念、内涵、类型及基本问题的科学理解... 详细信息

淤积问题对我国的水利事业影响深远,而底泥清淤是近些年淤积治理中经常采用的措施。针对底泥清淤的现状和存在问题,系统梳理了底泥清淤这一学科交叉领域的相关理论、技术和方法;阐述了对底泥清淤的概念、内涵、类型及基本问题的科学理解;提出了淤积治理中底泥清淤必须明确的四大问题:为什么治理、治理什么、用什么方法治理以及对后续产物如何处置。依据淤积对河湖库产生的危害,可分为物理性淤积、化学性污染和生态性损害三种类型。分别讨论了工程清淤、环保清淤和生态清淤间的共性和差异。对底泥清淤工程在目的、目标、手段及后续处理处置方面的现状及存在问题进行了评述。未来底泥清淤势必成为一个长期存在的工程和管理行为,因此更加高效、低投入、绿色、可持续的底泥清淤技术,是行业必然的发展方向。

关键词：淤积治理底泥清淤底泥淤泥处理淤泥资源化尾水处理

基于COMSOL的非饱和土中单桩垂直动力特性研究

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振动与冲击 2024年第12期43卷 46-52页

作者：叶梓陈永辉孔纲强陈庚徐洁胡楠河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室南京210098 河海大学苏州研究院江苏苏州215100

浅层地表存在大量的非饱和土,其动力特性与饱和介质或单相介质相比存在明显的差异,而这部分非饱和土常常是与单桩接触的主要材料,对单桩的动力行为影响显著。该文考虑动力受荷单桩周边土体的非饱和特性,基于非饱和多孔弹性介质的波动方... 详细信息

浅层地表存在大量的非饱和土,其动力特性与饱和介质或单相介质相比存在明显的差异,而这部分非饱和土常常是与单桩接触的主要材料,对单桩的动力行为影响显著。该文考虑动力受荷单桩周边土体的非饱和特性,基于非饱和多孔弹性介质的波动方程、单桩运动方程与边界条件,利用多物理仿真软件COMSOL中的偏微分方程模块构建了非饱和土与单桩动力相互作用的数学模型,并考虑土的成层性、横观各向同性和纵向非均质性。在与现有文献对比验证COMSOL模型正确性后,设计多组数值算例,讨论土体饱和度、地层非均质性等因素对单桩垂直动力阻抗的影响。

关键词：非饱和土单桩基础动力阻抗 COMSOL软件

基于氡同位素的平原湖荡枯水期湖水地下水补排通量

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湖泊科学 2024年第3期36卷 939-950页

作者：卢小慧吴潮峰龚绪龙王梦瑶王磊张海涛卫岩曈严子豪武鑫河海大学地球科学与工程学院南京211100 江苏省地质调查研究院南京210049

水是人类生存之源,而湖荡被称为地球之“肾”,是河湖水系连接的关键缓冲节点,与人类生存和发展息息相关。长三角平原水系众多,河流纵横,天然湖泊与人工沟渠遍布,平原湖荡湖水与周边地下水的水力联系较为频繁,而地下水对湖泊水均衡贡献... 详细信息

水是人类生存之源,而湖荡被称为地球之“肾”,是河湖水系连接的关键缓冲节点,与人类生存和发展息息相关。长三角平原水系众多,河流纵横,天然湖泊与人工沟渠遍布,平原湖荡湖水与周边地下水的水力联系较为频繁,而地下水对湖泊水均衡贡献尚不明确,对平原湖荡地下水赋存和运移规律的认识不足。本研究以苏州吴江区元荡湖为研究对象,选取氡同位素作为湖水和地下水水力交换过程的示踪剂,建立氡箱模型,揭示元荡湖不同区段与地下水的水力联系过程和补给关系,并通过水位动态验证分析湖水—地下水交互关系。枯水期元荡湖水位和氡浓度空间分布特征指示研究区内地下水向湖水排泄,其中以湖泊西侧较为明显,地下水入流补给的氡为7.137×10^(6)Bq/d,输入量源项占比为90%,地下水流入量为4540.801 m^(3)/d,地下水每日流入量对元荡湖水量的贡献率为2.551%。参数敏感性分析结果表明,风速与地下水^(222)Rn活度为特别敏感参数,取值差异较大时会导致计算误差急剧增大,改善测点布置和提高模型参数精度能有效提高模型计算结果的准确性和可靠程度。借助氡同位素示踪方法,建立湖泊氡箱模型,是研究平原湖荡内地下水补、径、排特征的有效方法。本研究在一定程度上加深了对平原湖荡区域水量均衡的认识,有助于了解平原湖荡水均衡和水循环机制,为平原湖荡水资源开发利用与环境保护提供数据支撑。

关键词：氡同位素湖泊氡箱模型地下水湖水水力交换元荡湖

基于相似测点对比的大坝变形监测数据粗差识别方法

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水利水电科技进展 2024年第4期44卷 72-77页

作者：陈立秋顾冲时邵晨飞顾昊高睿颖河海大学水灾害防御全国重点实验室江苏南京210098 河海大学水利水电学院江苏南京210098 河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心江苏南京210098

针对混凝土坝变形监测数据粗差检测方法难以区分粗差和环境突变引起的数据跳跃问题,提出了一种基于K-means++距离聚类算法分区,采用OPTICS密度聚类算法结合局部异常因子(LOF)算法识别监测数据中粗差的大坝变形监测数据粗差识别方法。该... 详细信息

针对混凝土坝变形监测数据粗差检测方法难以区分粗差和环境突变引起的数据跳跃问题,提出了一种基于K-means++距离聚类算法分区,采用OPTICS密度聚类算法结合局部异常因子(LOF)算法识别监测数据中粗差的大坝变形监测数据粗差识别方法。该方法通过K-means++算法实现测点区域划分,联合使用OPTICS算法和LOF算法进行粗差确定,通过对比属于同一分区不同测点的粗差出现时间来判定真实粗差。算例分析结果表明,该方法能有效鉴别变形监测数据中由环境突变引起的数据跳跃,显著提高粗差识别的准确性,降低粗差误判率。

关键词：大坝变形监测数据粗差环境变化 K-means++算法 OPTICS算法 LOF算法

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超声波焊接能量对铜/铝导线接头结合性能的影响

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焊接学报 2024年第4期45卷 65-70,I0006,I0007页

作者：成先明杨可邵壮王健黄思蜀张鑫河海大学机电工程学院常州213200 河海大学材料科学与工程学院常州213200

以BVR2.5铜线和BLV6铝线为研究对象,采用超声波焊接连接铜/铝异种金属导线,利用SEM,EDS,XRD和万能拉伸试验机分析超声波焊接能量对铜/铝导线焊接接头结合性能的影响.结果表明,超声波焊接可以实现铜/铝异种金属导线的有效连接.随着焊接... 详细信息

以BVR2.5铜线和BLV6铝线为研究对象,采用超声波焊接连接铜/铝异种金属导线,利用SEM,EDS,XRD和万能拉伸试验机分析超声波焊接能量对铜/铝导线焊接接头结合性能的影响.结果表明,超声波焊接可以实现铜/铝异种金属导线的有效连接.随着焊接能量增加,铜/铝界面原子相互扩散距离增加,但未形成中间相,接头抗拉力先升高后降低.当焊接能量较低时,接头抗拉强度取决于铜/铝导线冶金结合面积;当焊接能量超过300 J时,接头抗拉强度取决于铝侧有效承载面积;当焊接能量为300 J时,接头获得峰值拉伸载荷(409.8 N±8.9 N),拉伸时在铝侧断裂,断口为韧性断裂,接头性能较好.

关键词：超声波焊接焊接能量铜/铝导线结合性能

1960-2019年鄱阳湖五河流域陆地水储量变化及其对主湖区水量的影响

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湖泊科学 2024年第4期36卷 1204-1219,I0026,I0027页

作者：章阳张润润马苗苗布庆月河海大学水文水资源学院南京210098 中国水利水电科学研究院防洪抗旱减灾工程技术研究中心(水旱灾害防御中心) 北京100038 河海大学水安全与水科学协同创新中心南京210098

流域内地表水、土壤水和地下水等水储量组分相互作用和影响,共同构成了陆地水储量(TWS)的动态变化格局。本文以GRACE卫星数据为基准,利用GLDAS数据解析1960-2019年鄱阳湖“五河”流域TWS的时空变化特征及各组分对其变化的贡献,采用相关... 详细信息

流域内地表水、土壤水和地下水等水储量组分相互作用和影响,共同构成了陆地水储量(TWS)的动态变化格局。本文以GRACE卫星数据为基准,利用GLDAS数据解析1960-2019年鄱阳湖“五河”流域TWS的时空变化特征及各组分对其变化的贡献,采用相关分析方法分析TWS对降水的滞后响应关系,并进一步采用多元线性回归分析方法探究了“五河”流域TWS及各组分对鄱阳湖主湖区水量的影响。结果表明:“五河”流域年TWS在1960-2011年(P1)以-0.07 mm/a的下降,而在2012-2019年(P2)以3.37 mm/a的速率上升。相较于P1阶段,P2阶段春、夏季TWS盈余增强,秋、冬季TWS亏损减弱。春、夏季流域西部TWS变化逐渐由地表水转变为地下水储量主导,流域东部TWS变化主要由地下水储量主导;秋、冬季流域TWS变化主要为地下水储量主导,且地表水对TWS变化的贡献减弱。流域TWS对降水变化的响应滞时呈现夏、秋季短(1个月)而冬、春季长(3~6个月)的季节模式。地下水储量和土壤水对TWS变化的贡献增加会延长TWS对降水的响应滞时,而地表水对响应滞时起相反的作用。“五河”流域TWS与鄱阳湖主湖区水量具有显著的正相关性,地表水和地下水储量增加对湖区水体的增长具有正向作用,而土壤水增加对湖区水体的增长具有反向作用。本研究解析了近六十年鄱阳湖“五河”流域陆地水储量的变化及其对主湖区水量的影响,可为流域水安全管理提供参考。

关键词： GLDAS 陆地水储量季节模式组分贡献率响应滞时鄱阳湖流域

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深层隧道进流式泵站前池流态及整流措施研究

水利水电科技进展 2024年第2期44卷 1-6,21页

作者：冯建刚曹亚萍王晓升费照丹河海大学水利水电学院江苏南京210098 河海大学农业科学与工程学院江苏南京211100 河海大学水科学研究院江苏南京210098

为改善深层隧道进流式泵站前池内的旋流、偏流等不良流态,基于RNG k-ε湍流模型对前池流态进行数值模拟,研究适用于此类城市排涝泵站的整流措施。数值计算结果表明:泵站前池、进水池内存在局部立面旋滚、螺旋流、斜向流、流速分布上高... 详细信息

为改善深层隧道进流式泵站前池内的旋流、偏流等不良流态,基于RNG k-ε湍流模型对前池流态进行数值模拟,研究适用于此类城市排涝泵站的整流措施。数值计算结果表明:泵站前池、进水池内存在局部立面旋滚、螺旋流、斜向流、流速分布上高下低等不良水力现象,致使泵站进水流道水力条件不佳;采用双层环形板和两组导流墩的组合式整流措施可抑制前池、进水池中的立面旋滚、螺旋流和斜向流流态,从而有效改善流道的进水条件,提高进水流道进口处流速分布均匀度,使泵进水状况变好,提高泵站运行的可靠性。

关键词：深层隧道进流式泵站前池流态整流措施数值模拟