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无黏性非均匀沙起动条件对比研究

水力发电学报 2010年第6期29卷 126-131页

作者：王涛刘兴年聂锐华黄尔四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065

分析表明运用等效粒径概念进行非均匀沙起动条件计算是十分方便的。利用现有河流动力学的成果,通过一定的转换,获得了较有影响的八家非均匀沙起动公式的等效粒径表达式,研究发现尽管它们都能反映出较细颗粒受到荫蔽作用、较粗颗粒受到... 详细信息

分析表明运用等效粒径概念进行非均匀沙起动条件计算是十分方便的。利用现有河流动力学的成果,通过一定的转换,获得了较有影响的八家非均匀沙起动公式的等效粒径表达式,研究发现尽管它们都能反映出较细颗粒受到荫蔽作用、较粗颗粒受到暴露作用的特性,但各家公式中区分泥沙颗粒受到荫蔽或暴露作用的特征粒径是不同的。分析了各家公式反映出的非均匀沙起动时的分选作用。运用长江万县站资料对比研究了各家等效粒径计算式,为长江万县段合理选用非均匀卵石起动条件提供了依据。

关键词：河流泥沙工程学起动条件非均匀沙等效粒径分选比较

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齐口裂腹鱼集群行为对流态的响应

农业工程学报 2022年第11期38卷 144-150页

作者：朱天然孙林李嘉安瑞冬游景皓四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065

为研究齐口裂腹鱼集群行为对流速和紊动能的响应关系,该研究通过可变流场的试验水槽,结合鱼群轨迹分析及集群几何特征,定量研究了适宜齐口裂腹鱼集群的水流流速和紊动能区间。在试验中每组选择10尾平均鱼龄为3龄的齐口裂腹鱼,共两组,每... 详细信息

为研究齐口裂腹鱼集群行为对流速和紊动能的响应关系,该研究通过可变流场的试验水槽,结合鱼群轨迹分析及集群几何特征,定量研究了适宜齐口裂腹鱼集群的水流流速和紊动能区间。在试验中每组选择10尾平均鱼龄为3龄的齐口裂腹鱼,共两组,每组进行6次重复试验,每次试验让鱼群在3 m×14 m具有横向流速梯度的矩形水槽中游动10 min,之后提取和分析鱼群游泳轨迹,获取鱼群在不同水流流速、紊动能下的最近邻距离(Nearest Neighbor Distance,NND),集群面积,游泳分离指数(Separation Swimming Index,SSI)。结果表明,齐口裂腹鱼在特定水力条件下具有明显集群行为,上溯过程中以队列模式的队形为主,当水流流速为0.27~0.70 m/s,紊动能为0.004~0.018 m^(2)/s^(2)时,齐口裂腹鱼群的NND为0~0.80 m,集群面积为0~5.00 m^(2),SSI为0~1.20,此时集群得最为紧凑,在凝聚力、排斥力上都变现的更好。因此,为使齐口裂腹鱼能够集群上溯,推荐鱼道等工程措施营造流速为0.27~0.70 m/s,紊动能为0.004~0.018 m^(2)/s^(2)的水力学条件,从而对过鱼设施水流流态和水利调度进行优化。

关键词：流速水力学齐口裂腹鱼过鱼设施集群鱼类行为

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高坝下游过饱和TDG释放过程研究

水力发电学报 2010年第1期29卷 7-12页

作者：冯镜洁李然李克锋李嘉曲璐四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065

随着越来越多高坝工程的建成运行,伴随高坝泄水出现的溶解气体过饱和问题及其对鱼类的影响问题愈益突出。本文结合我国已建高坝泄水,开展了高坝下游总溶解气体(TDG)过饱和释放过程原型观测研究,表明高坝下游过饱和TDG的释放过程与水体... 详细信息

随着越来越多高坝工程的建成运行,伴随高坝泄水出现的溶解气体过饱和问题及其对鱼类的影响问题愈益突出。本文结合我国已建高坝泄水,开展了高坝下游总溶解气体(TDG)过饱和释放过程原型观测研究,表明高坝下游过饱和TDG的释放过程与水体紊动强度、水深、压强等有直接关系.利用原观结果对已有释放模型进行了验证和参数率定,修正了其中释放系数的估算公式,并采用此模型预测得到了金沙江某电站下游河段TDG沿程释放规律。结果表明在大江大河上,由于水深大,过饱和TDG释放相当缓慢,因此对鱼类的影响较小型河流大。

关键词：水力学过饱和TDG 释放系数参数率定高坝

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受降雨影响的浅水泥沙颗粒起动规律

农业工程学报 2021年第13期37卷 121-127页

作者：肖克杨奉广聂锐华黄尔王协康刘兴年彭清娥四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065

山区浅层水流深度极浅且移动缓慢,降雨条件下其泥沙输移现象尚不明确。为探明受到降雨影响下的浅水河流均匀沙起动问题,该研究假设雨滴落入河道后会影响到整个水流区,形成雨滴群与水流混合的流体,从孔隙介质流理论入手,假设当降雨存在... 详细信息

山区浅层水流深度极浅且移动缓慢,降雨条件下其泥沙输移现象尚不明确。为探明受到降雨影响下的浅水河流均匀沙起动问题,该研究假设雨滴落入河道后会影响到整个水流区,形成雨滴群与水流混合的流体,从孔隙介质流理论入手,假设当降雨存在时床面泥沙颗粒增加了向上的附加力,进一步分析泥沙颗粒的受力情况,推导出层流水流泥沙颗粒起动关系表达式。从含沙水流流速分布规律得到启发,雨滴落入层流水流的状态类似于含沙水流,当降雨存在时层流水流流速分布仍然满足线性关系。利用无降雨泥沙起动经典试验数据,确定了拖曳力系数以及上举力系数,发现两者都是沙粒雷诺数的函数。利用已有研究的降雨实测数据,求出了8种降雨强度(0.254~152.4mm/h)下的雨滴直径分布概率密度表达式(R2=0.998),进而求出雨滴的平均直径表达式,并给出受降雨影响的层流水流泥沙颗粒起动切应力计算模型。该研究模型表明降雨的存在使得泥沙起动所需的临界摩阻流速减小。通过与已有研究进行对比分析,该研究建立的受降雨影响的浅水泥沙颗粒起动计算公式具有最高的精度,平均误差仅为14.8%,能够为山区水沙灾害防治提供理论支撑。

关键词：降雨切应力泥沙颗粒摩阻流速相对暴露度

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波浪作用下柔性草本植物受力特性研究

力学学报 2021年第4期53卷 1018-1027页

作者：张小霞林鹏智四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065

草本盐沼植物广泛分布于海岸带形成滨海湿地系统,这些滨海湿地具有生态、旅游、养殖及减灾等多方面价值.草本植物的消浪作用在海岸稳固和沿海防灾减灾等方面发挥了重要作用.已有植物消浪研究通常过度简化,将植物视为刚性圆柱并依赖于调... 详细信息

草本盐沼植物广泛分布于海岸带形成滨海湿地系统,这些滨海湿地具有生态、旅游、养殖及减灾等多方面价值.草本植物的消浪作用在海岸稳固和沿海防灾减灾等方面发挥了重要作用.已有植物消浪研究通常过度简化,将植物视为刚性圆柱并依赖于调节经验拖曳力系数来提高预测准确度,对柔性植物与波浪的相互作用机理研究还很欠缺.草本植物通常由多片柔性叶片和一根柔性相对较小的杆茎组成.在波浪作用下,植物的叶片与杆茎产生不同程度的动态变形以及相互作用,从而改变波浪与植物间的相对运动速度,使得柔性植物受力特性十分复杂.本文采用简单柔性结构物受力尺度定律计算单片叶片和单根杆茎受力,并用遮蔽系数量化叶片与杆茎间相互作用引起的叶片受力降低程度,提出了波浪作用下柔性草本植物动态受力计算公式.与单片叶片、单根杆茎和既有叶片又有杆茎的模型植物及真实植物样本测量受力比较表明,本文提出的植物受力模型可较好地预测植物最大受力及植物受力随波浪周期的变化情况.

关键词：草本植物柔性植物遮蔽系数植物变形植物受力

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低温热源驱动两级负压管式淡化装置性能研究

太阳能学报 2020年第6期41卷 357-362页

作者：严天曈谢果孙立成吴章林郭卫民鲍静静四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065

设计制造一种以太阳能等低温热源驱动,并在负压下运行的两级管式淡化脱盐装置。在44及62℃恒温热源加热条件下,测试装置处于101、60及20 kPa运行压力时的水温及淡水产率,对其性能进行评估。结果表明负压运行可使蒸馏系统产水率提高到常... 详细信息

设计制造一种以太阳能等低温热源驱动,并在负压下运行的两级管式淡化脱盐装置。在44及62℃恒温热源加热条件下,测试装置处于101、60及20 kPa运行压力时的水温及淡水产率,对其性能进行评估。结果表明负压运行可使蒸馏系统产水率提高到常压运行时的3倍以上,同时可提升装置对热能的利用效率。此外,数据表明真空辅助技术应用于小型淡化装置时,电能消耗较低,操作压力为60及20 kPa时,真空泵每小时耗电量分别约为0.00035及0.009 kWh。结合实验数据对2~5级管式蒸馏器的能量利用效率进行估算,当热源温度为70℃时,5级蒸馏器性能系数在60 kPa负压下可达3.79。

关键词：太阳能脱盐蒸馏管式负压能耗海水淡化

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水库水温分层的流场分析

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2014年第5期47卷 395-400页

作者：李嘉梁瑞峰邓云脱友才四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065

水库水温分层是流体密度流现象的一种,其形成受库区内流场、太阳辐射和表层热交换的共同影响,而水温分层状态的出现又将影响水库来流在库区的流动过程和出库水流的温度.以流场与温度场耦合计算的立面二维水库水温模型为基础,对水温分层... 详细信息

水库水温分层是流体密度流现象的一种,其形成受库区内流场、太阳辐射和表层热交换的共同影响,而水温分层状态的出现又将影响水库来流在库区的流动过程和出库水流的温度.以流场与温度场耦合计算的立面二维水库水温模型为基础,对水温分层的主要影响因素进行了理论分析,结合数值模拟讨论了温度场与流场的相互作用,对分层状态与来流发展特别是与垂向流动的关系进行了剖析.认为一定的来流水温差和表层热通量是水库形成分层状态的必要条件;水库表层温跃层对紊动扩散的抑制使温跃层内纵向和垂向动量均低于层外水体,上游来流高温水遇此温跃层之后易被阻碍而形成密度流下潜;双温跃层主要由高温流动层通过紊动不完全侵蚀底部低温水层而形成;水库底部回流区方向受主流动层流线方向控制并随主流动层流线趋于水平而被压缩;泄流孔口高程处主流动层形成的流速切应变使附近温度梯度减小,等温线趋于稀疏,主流动层随流量增加而增厚.

关键词：水库水温分层流场

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雅鲁藏布江干流中游河段水温特性分析

四川大学学报（工程科学版） 2015年第S2期47卷 17-23页

作者：魏希邓云张陵蕾脱友才四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

水温是水环境中重要的影响因子,青藏高原由于独特而复杂的高原气候及水文地形特征,会对河道的水温情势产生重要影响。以雅鲁藏布江干流多年长系列气象、水文及水温资料为基础,利用多元线性回归模型对水温影响因子进行了识别,并采用统计... 详细信息

水温是水环境中重要的影响因子,青藏高原由于独特而复杂的高原气候及水文地形特征,会对河道的水温情势产生重要影响。以雅鲁藏布江干流多年长系列气象、水文及水温资料为基础,利用多元线性回归模型对水温影响因子进行了识别,并采用统计学方法对水温时空分布特性进行了分析。研究结果表明:对于上游拉孜和奴各沙站点,影响这2个区段水温的主要因素为气象,且气温影响起主导作用;而对于下游羊村和奴下站点,影响这2个区段水温的主要因素为上一站水温,即上游水温对这2个站的水温影响较大;年际水温表现出微弱增温趋势,且增温率由上游到下游增大;随着海拔降低气温升高,水温也在逐渐升高,但由于融雪径流补给使得奴下站水温升温偏缓、最高水温偏低。

关键词：雅鲁藏布江水温多元线性回归气象流量

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负压条件管式太阳能蒸馏空腔的传热传质特性

化工学报 2017年第3期68卷 889-895页

作者：谢果孙立成莫政宇刘洪涛四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

针对目前管式太阳能蒸馏装置在常压运行时产水率较低的问题,提出了一种可在真空负压条件下连续补水运行的管式蒸馏方法,并在定温及定功率加热条件下,测试了实验样机负压运行时的温度及产水率变化,证明了所提出的负压条件下运行的管式蒸... 详细信息

针对目前管式太阳能蒸馏装置在常压运行时产水率较低的问题,提出了一种可在真空负压条件下连续补水运行的管式蒸馏方法,并在定温及定功率加热条件下,测试了实验样机负压运行时的温度及产水率变化,证明了所提出的负压条件下运行的管式蒸馏方法优于常压运行的一般蒸馏方法。在PT=40 k Pa、Qh=200 W定功率加热实验中,空腔传热温差比常压运行时降低约40%;装置全天累计产水量为1.9 kg,比常压运行时产水量增加22.5%。基于稳态实验数据得到了负压修正的空腔传质计算关系式,在此基础上构建了管式蒸馏装置在负压条件运行时的产水率预测模型,其对实验样机全天累计产水预测误差和最大产水率误差分别为2.1%和4%。

关键词：太阳能蒸馏传热传质真空负压