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知识数据双驱动的感潮河网水动力智能模拟方法 被引量：3
1
作者 袁赛瑜 陈逸鸿 +2 位作者 罗霄 张汇明 唐洪武 《水科学进展》 北大核心 2025年第1期28-38,共11页
感潮河网地区大量水闸、泵站智慧高效的联合调度是实现河网活水提质的重要保障,但以往的智能模拟方法缺乏物理可解释性,难以准确描述感潮河网复杂的水动力过程。本文提出了一种知识数据双驱动的感潮河网水动力智能模拟方法,应用于概化... 感潮河网地区大量水闸、泵站智慧高效的联合调度是实现河网活水提质的重要保障,但以往的智能模拟方法缺乏物理可解释性,难以准确描述感潮河网复杂的水动力过程。本文提出了一种知识数据双驱动的感潮河网水动力智能模拟方法,应用于概化感潮河网和上海蕰南片感潮河网的水动力模拟。结果表明:以人工神经网络为主干、以河网水流控制方程作为物理约束,构建包含控制方程残差的人工神经网络损失函数,不断迭代优化神经网络权重集直至损失函数满足要求,从而实现同时具备物理可解释性和高效计算效率的感潮河网水动力智能模拟;该方法区别于传统人工神经网络,表现在所需的训练数据大幅度减少,还可以得到没有训练数据断面的水动力过程;该方法具有良好的模拟精度、计算效率以及鲁棒性。 展开更多
关键词 水动力模拟 感潮河网 智能模拟 知识驱动 数据驱动
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太湖流域湖西区金坛城区洪水风险区划研究
2
作者 柳杨 刘国庆 +4 位作者 乌景秀 粟一帆 杨畅 杨帆 范子武 《水利水运工程学报》 北大核心 2025年第4期45-54,共10页
为研究山地-平原过渡城区洪水风险区划分析方法,选择太湖流域湖西区腹部的金坛城区为研究对象,划分区划单元,分析区域洪水来源和洪水量级,利用构建的金坛城区洪水风险分析模型开展洪水模拟计算,确定洪水风险区划等级,绘制金坛区洪水风... 为研究山地-平原过渡城区洪水风险区划分析方法,选择太湖流域湖西区腹部的金坛城区为研究对象,划分区划单元,分析区域洪水来源和洪水量级,利用构建的金坛城区洪水风险分析模型开展洪水模拟计算,确定洪水风险区划等级,绘制金坛区洪水风险区划图。研究结果表明:金坛城区遭遇50年一遇洪水时,淹没面积为298.03 km^(2),大部分受淹区域的淹没水深超过1.0 m,遭遇100年一遇洪水时,淹没面积为325.58 km^(2),淹没水深在1.0~2.0 m范围内的淹没面积占比最高;金坛区洪水风险分为高风险、中风险、低风险3个等级,高风险区域面积96.43 km^(2),中风险区域面积165.81 km^(2),低风险区域面积556.31 km^(2),区内无极高风险区域;从洪水风险等级分布看,金坛区低风险区域面积占比较大,中高风险区主要分布于通济河、通济南河与丹金溧漕河沿线区域。研究结果可为常州市洪水风险管理、防洪规划、减灾政策的制定和国土空间管理等提供基本依据。 展开更多
关键词 太湖流域 河网模型 洪水风险 洪水风险区划
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斯托克斯为何对雷诺方程没给肯定的评审意见
3
作者 张小峰 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第7期1-7,共7页
雷诺方程在求解紊流运动中被广泛应用,但斯托克斯在首轮评审意见中未对这篇具有深远影响的论文给出积极、肯定的评价,解析该现象的内在机理有助于深入理解紊流模型和理论。通过梳理其推导过程,得到如下主要认识:纳维-斯托克斯方程具备... 雷诺方程在求解紊流运动中被广泛应用,但斯托克斯在首轮评审意见中未对这篇具有深远影响的论文给出积极、肯定的评价,解析该现象的内在机理有助于深入理解紊流模型和理论。通过梳理其推导过程,得到如下主要认识:纳维-斯托克斯方程具备物理学完备性,导致无法再“塞进”其他独立定律,所以封闭雷诺方程的物理定律是不存在的,确定雷诺应力的法理基础缺失。这一本质性缺陷表明,试图在雷诺方程的层面找到普适的彻底解决紊流问题的纯理论模型是不可能的。 展开更多
关键词 雷诺方程 雷诺应力 紊流模型 完备性
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旋流涡带形态稳定性调控方法研究
4
作者 徐用良 李金凤 +1 位作者 尹俊连 徐萌 《大电机技术》 2025年第5期85-92,共8页
尾水涡带的几何形态对于水力发电机组的稳定运行具有决定性影响。本研究提出了一种针对涡带形态的调控策略,并通过数值模拟技术深入分析了不同调控参数对涡带形态转变效果及支管引水率的影响规律。最终,通过实验手段对所提出的调控策略... 尾水涡带的几何形态对于水力发电机组的稳定运行具有决定性影响。本研究提出了一种针对涡带形态的调控策略,并通过数值模拟技术深入分析了不同调控参数对涡带形态转变效果及支管引水率的影响规律。最终,通过实验手段对所提出的调控策略进行了验证。研究结果表明,降低调控压力P、减少调控位置h以及增加调控管径d均有助于促进涡带从螺旋形态向圆柱形态的转变。降低调控压力P和增加调控管径d均会导致支管引水率显著提升,而调控位置h的调整对支管引水率的影响相对较小,因此调控位置h被视为一个较为理想的调控参数。实验验证了该调控方法能够有效地实现涡带从不稳定的螺旋形态向稳定的细直圆柱形态的转变。 展开更多
关键词 尾水管涡带 稳定性 气液两相流 数值模拟
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粗糙裂隙渗流-溶蚀耦合过程可视化试验及渗透性演化规律研究 被引量：2
5
作者 王婷 王子龙 +1 位作者 李炎隆 何亚宁 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第8期1662-1671,共10页
西南地区岩溶区域分布广泛,水资源丰富,是中国未来水资源开发的主战场。探究岩溶过程中溶蚀模式的发育规律及其对岩体渗透特性影响,对保证涉及岩溶发育区的水利工程设施的选址、建设及长期运行安全至关重要。为此,研发了粗糙裂隙渗流-... 西南地区岩溶区域分布广泛,水资源丰富,是中国未来水资源开发的主战场。探究岩溶过程中溶蚀模式的发育规律及其对岩体渗透特性影响,对保证涉及岩溶发育区的水利工程设施的选址、建设及长期运行安全至关重要。为此,研发了粗糙裂隙渗流-溶蚀耦合过程实时可视化试验平台,开展了不同流速下的粗糙裂隙渗流-溶蚀试验,研究了流速影响下粗糙裂隙溶蚀形态、溶蚀速率、裂隙开度变化、溶蚀模式转变及渗透性演化规律。试验观测到:随着流速的增加,溶蚀模式从紧凑溶蚀转变为“虫孔”溶蚀,进而转变为均匀溶蚀。根据穿透长度理论,定义了考虑裂隙长度的有效Da数Daeff,L,确立了溶蚀模式从紧凑溶蚀向“虫孔”溶蚀,进而向均匀溶蚀转变的临界转变条件分别为Daeff,L≈10与Daeff,L≈1,并得到了本文试验结果的验证。渗流-溶蚀耦合作用使裂隙渗透率的变化规律不再符合立方定律;在相同的开度变化时,“虫孔”溶蚀的渗透率增长最迅速,并远远大于立方定律,所需突破流量PVbt最小。研究成果可为自然及工程中岩溶过程的认识与控制提供参考依据与技术思路。 展开更多
关键词 粗糙裂隙 渗流-溶蚀耦合 可视化试验 理论判据 渗透率演化
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南水北调中线工程冬季输水动态目标水位控制算法研究 被引量：2
6
作者 管光华 李若然 +1 位作者 罗秋实 郭新蕾 《水利学报》 北大核心 2025年第3期297-308,共12页
南水北调中线工程小流量、低流速的冬季冰期输水模式有利于形成平封冰盖,但却大大降低了输水能力,影响了工程效益。本文研究旨在保证工程安全运行的前提下尽可能维持冬季常规输水工况,必要时再紧急切换至冰期输水模式,尽可能缩短形成冰... 南水北调中线工程小流量、低流速的冬季冰期输水模式有利于形成平封冰盖,但却大大降低了输水能力,影响了工程效益。本文研究旨在保证工程安全运行的前提下尽可能维持冬季常规输水工况,必要时再紧急切换至冰期输水模式,尽可能缩短形成冰盖下输水条件的入冬过渡期时间。为此,基于ID模型和水位偏差目标值计算式建立输水渠系状态空间方程,修改目标函数,实现目标水位的实时更新,并对模型预测控制算法进行了初步改进。将其应用于京石段的13个渠池,结果表明:在大流量变化工况下,相较于下游常水位运行的PID控制结果,水位提前35 h达到稳定状态,过渡期缩减34%;渠道流量从设计流量的79%线性减小到40%时,各渠池目标水位变化范围在0~0.078 m之间,满足工程运行要求的水位变幅,高水位的运行状态有利于实现冰期安全输水。本研究能在动态性能不显著下降的前提下更快完成冰期应急过渡,在一定程度上提高冬季输水效益。 展开更多
关键词 控制蓄量 模型预测控制 南水北调中线 动态目标水位 下游常水位
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蚁巢赋存及库水位升降下土石坝水力破坏机理研究 被引量：1
7
作者 雷宏军 武炀 +5 位作者 吕正勋 潘红卫 何芳婵 蔡勤学 屈章彬 严军 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第5期183-201,共19页
【目的】白蚁在土石坝内筑巢严重损害了坝体的结构完整性,其复杂的巢穴结构能够显著改变坝体内部的渗流特性和应力分布。然而,目前库水位升降下坝体不同部位受到蚁巢影响的具体程度,尚缺乏明确的认识。【方法】以白龟山水库顺河坝为研... 【目的】白蚁在土石坝内筑巢严重损害了坝体的结构完整性,其复杂的巢穴结构能够显著改变坝体内部的渗流特性和应力分布。然而,目前库水位升降下坝体不同部位受到蚁巢影响的具体程度,尚缺乏明确的认识。【方法】以白龟山水库顺河坝为研究对象,建立有限元模型,选取坝体上下游布置六个监测点,分析不同蚁巢赋存及库水位升降下土石坝内部结构渗流特征、应力变形及稳定性变化规律。【结果】结果表明:(1)在设计洪水位下,蚁巢系统对坝体的渗流和稳定性具有显著影响,这种影响与迎水坡水位和蚁道通风口的位置密切相关,而与蚁巢本身的位置和尺寸关系相对较小。(2)蚁道的存在造成坝体内部形成渗流通道,使水流能够迅速通过坝体,导致坝体浸润线升高,从而使坝体基质吸力降低,同时蚁道直径的增加会导致浸润线下降速度变缓,增加了渗透破坏的风险。(3)蚁巢赋存下坝体孔隙水压力在高水位时增速与峰值均高于无蚁巢情景,并对水位变化呈现出高敏感性。(4)在位移场方面,蚁巢系统主要影响坝体蚁巢系统以上的区域,并随着库水位的升降变形幅度增大或减少。此外蚁巢规模越大,位移幅度也越大。(5)蚁巢系统的存在削弱了坝体整体稳定性,导致坝体安全系数降低。相较于蚁巢的位置和尺寸,水位升降速率对坝体安全系数的影响更为显著。【结论】有限元分析可以有效了解蚁巢系统对土石坝不同部位的水力破坏程度,揭示库水位升降速率和蚁巢规模对土石坝的水力破坏机理,快速评估土石坝的安全状况,为土石坝白蚁危害安全评价提供支撑。 展开更多
关键词 蚁巢分布 水力破坏 数值模拟 孔压分布 稳定性系数 土石坝
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隔板竖缝式鱼道池室水流条件模型试验研究 被引量：2
8
作者 郭超 赵凯 +1 位作者 刘菁 胡彧元 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第2期25-30,共6页
鱼道能够帮助洄游鱼类上下行通过大坝等障碍物,顺利到达繁殖地、索饵场等,完成鱼类生殖洄游过程。隔板竖缝式鱼道是国内常见的鱼道形式,依托了某航运枢纽工程隔板竖缝式鱼道进行了该类型鱼道池室水流条件模型试验研究。该鱼道最大设计... 鱼道能够帮助洄游鱼类上下行通过大坝等障碍物,顺利到达繁殖地、索饵场等,完成鱼类生殖洄游过程。隔板竖缝式鱼道是国内常见的鱼道形式,依托了某航运枢纽工程隔板竖缝式鱼道进行了该类型鱼道池室水流条件模型试验研究。该鱼道最大设计运行水头6.8 m,主要过鱼对象为四大家鱼。鱼道设计流速为0.8~1.0 m/s。鱼道普通池长3.6m,净宽3.0 m,隔板竖缝宽度0.45 m,采用“L”型隔板型式。直段休息池长度增加为9.0 m,鱼道宽度及隔板型式不变。普通池室纵坡为1∶80,休息池纵坡为0。鱼道池室设计水深为2.0 m。通过建立1∶5的大比尺鱼道局部水工物理模型,采用旋桨流速仪对不同布置方案下的鱼道竖缝流速进行了测量,采用ADV(多普勒流速仪)和PIV(粒子图像测速仪)等多种流速测量技术手段,对不同布置方案下的鱼道池室内水流流速及流态进行了分析。物理模型中悬桨流速仪实测鱼道隔板竖缝最大流速为0.95 m/s,小于本鱼道最大设计流速,实测鱼道最大流量为0.69 m^(3)/s。ADV和PIV实测池室内最大流速值位于隔板竖缝主流中心,约为0.94 m/s。池室竖缝出流流向明确,竖缝出口附近最大流速约为0.6 m/s,水流主流在池室内成相对较缓的“S”形流线。上溯鱼类通过竖缝进入池室后,有明确的水流引导鱼类沿主流进入池室左侧进行休息调整。在已建立的1∶5的鱼道局部物理模型上进行放鱼试验,观察到鱼类在池室内顶着主流方向以冲刺的方式向上游动通过竖缝。当鱼类上溯疲劳时,停留在休息池隔板下游侧的低流速回流区进行休息,整体而言上溯过程顺利,说明在现布置条件下,鱼道池室和竖缝尺寸、普通池室和休息池底坡的设计合理。 展开更多
关键词 鱼道 隔板竖缝式 池室 物理模型试验 水流流态
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基于线性二次最优的多级串联明渠前馈控制方法研究 被引量：1
9
作者 管光华 李枭华 +3 位作者 毛中豪 罗玉峰 黄跃群 杨家亮 《水利学报》 北大核心 2025年第4期499-510,共12页
针对多级串联明渠长时间滞后的控制难点以及冰期输水过渡渠道需要快速、平稳的控制需求,本文基于线性二次最优控制(LQR)和渠道线性预测模型,提出了改进的最优化前馈控制方法;并构建了前馈-反馈流量复合规则,设计了前反馈混合控制(HLQR)... 针对多级串联明渠长时间滞后的控制难点以及冰期输水过渡渠道需要快速、平稳的控制需求,本文基于线性二次最优控制(LQR)和渠道线性预测模型,提出了改进的最优化前馈控制方法;并构建了前馈-反馈流量复合规则,设计了前反馈混合控制(HLQR)算法。将此控制算法应用于南水北调中线干渠最后10个渠池进行仿真验证,与无前馈控制、流量补偿前馈控制对比分析,并检验了该控制算法对于取水流量不确定性的抗干扰能力。算例仿真结果表明:对于多个分水口同时发生流量变化的模拟条件,在取水流量完全确定工况下,相比常规控制策略,HLQR算法求取的控制策略能够在减少闸门动作量和流量调节量的同时,降低水位偏差(最大水位偏差和累积水位偏差分别减小36.51%和28.99%),并更快到达稳定状态(稳定耗时缩短8.11%);在取水流量不完全确定工况下,HLQR算法对流量扰动的不确定性具有更强的鲁棒性。 展开更多
关键词 多级串联明渠 线性二次最优 前馈控制方法 前反馈混合控制 鲁棒性
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基于Seq2Seq双向模型的水锤压力预测 被引量：1
10
作者 吴罗长 刘振兴 +4 位作者 雷洁 颜建国 郭鹏程 孙帅辉 马晋阳 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期99-106,共8页
水锤计算对保障长距离输水工程管网系统安全稳定运行具有重要意义,但传统水锤数值方法存在模型复杂、计算量大的问题。为此,在自主开发的瞬态流试验平台上,通过支路快速关阀产生水锤,获取了不同流量和压力条件下的瞬态水锤压力。试验参... 水锤计算对保障长距离输水工程管网系统安全稳定运行具有重要意义,但传统水锤数值方法存在模型复杂、计算量大的问题。为此,在自主开发的瞬态流试验平台上,通过支路快速关阀产生水锤,获取了不同流量和压力条件下的瞬态水锤压力。试验参数范围为:体积流量15~55 m^(3)/h,压力150~450 kPa。采用集合经验模态分解方法对水锤信号进行滤波,并对水锤压力的变化规律进行了深入的研究分析。基于双向门控循环单元,建立了用于水锤压力预测的序列到序列(sequence-to-sequence,Seq2Seq)双向预测模型。结果表明,Seq2Seq双向预测模型能有效预测支路水锤,其预测数据决定系数在0.8以上,水锤特征参数预测准确率超过98%。该研究成果为水锤压力预测提供了一种新方法。 展开更多
关键词 水锤 瞬变流 Seq2Seq 经验模态分解
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箱型浮式防波堤的波浪消减性能分析研究 被引量：1
11
作者 马玉祥 田世豪 董国海 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第1期46-55,共10页
为了综合比选现有箱型浮式防波堤、分析其截面的改进设计方向,本文总结了目前提出的箱型浮式防波堤的截面型式,并收集对应的物理模型试验结果对其波浪消减性能进行了分析。通过引入无量纲参数β,对各类浮堤的消波特性进行讨论,得到了不... 为了综合比选现有箱型浮式防波堤、分析其截面的改进设计方向,本文总结了目前提出的箱型浮式防波堤的截面型式,并收集对应的物理模型试验结果对其波浪消减性能进行了分析。通过引入无量纲参数β,对各类浮堤的消波特性进行讨论,得到了不同截面型式浮式防波堤的消浪性能边界。结果表明:当入射波周期小于9 s时,各类浮堤的透射系数可达到0.5以下;当大于9 s时,浮堤的消浪能力大幅下降,透射系数集中在0.8~1.0。在此基础上,总结了3种改进浮式防波堤截面的途径,建议优选组合异形截面并添设消波模块。 展开更多
关键词 浮式防波堤 消波特性 物理模型试验 截面型式 消波模块 消波评价参数 截面设计 透射系数
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船行波扰动下平陆运河岸坡侵蚀特性模型试验研究 被引量：1
12
作者 梁越 左江瑞 +3 位作者 许彬 韩林峰 潘剑 YAR Mohsin 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期107-115,共9页
为了研究平陆运河船舶航行产生的船行波对岸坡侵蚀特性的影响,设计了大型室内水槽模型试验系统,试验分析了网状柔性护岸、方形透水混凝土护岸、六边形透水混凝土护岸、砾石护岸及无护岸结构5种工况下岸坡的表面波压变化及水力侵蚀特征... 为了研究平陆运河船舶航行产生的船行波对岸坡侵蚀特性的影响,设计了大型室内水槽模型试验系统,试验分析了网状柔性护岸、方形透水混凝土护岸、六边形透水混凝土护岸、砾石护岸及无护岸结构5种工况下岸坡的表面波压变化及水力侵蚀特征。结果表明:岸坡表面波压时程变化具有周期性,无护岸结构岸坡负向波压最大;砾石护岸因结构不规则性表现出优越的消能性能,高水位与高船速条件下出现次波峰效应;岸坡表面波压分布在静水位以下附近向两侧迅速衰减,船速对波压及波高影响显著高于水位变化;岸坡表面侵蚀分析显示,无护岸结构岸坡表面主要表现为岸坡裂缝、土体倒塌和坡面淘刷3种侵蚀形态,除砾石护岸外其余护岸结构均有细颗粒析出现象;内部土压与表面波压表现出一致的动力响应特性,综合生态效益与侵蚀控制效果,砾石护岸方案最优。 展开更多
关键词 船行波 运河岸坡 护岸结构 表面波压 侵蚀特性 平陆运河
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适用于低水头闸坝的室内管式鱼道设计与效果初探 被引量：1
13
作者 石小涛 王楠楠 +7 位作者 许家炜 罗金梅 李冬晴 季怀耀 朱梦娜 陈伟 卢建雨 柯森繁 《水产学报》 北大核心 2025年第7期215-225,共11页
【目的】我国低水头闸坝过鱼需求巨大,在不施工的条件下迫切需要修建低成本便携式鱼道。【方法】鉴于此,本研究自主设计了一种管式鱼道辅助鱼类过坝,分析了在3种角度、2种流量工况下鲢通过管式鱼道的过鱼效果,获取了管式鱼道过鱼效果的... 【目的】我国低水头闸坝过鱼需求巨大,在不施工的条件下迫切需要修建低成本便携式鱼道。【方法】鉴于此,本研究自主设计了一种管式鱼道辅助鱼类过坝,分析了在3种角度、2种流量工况下鲢通过管式鱼道的过鱼效果,获取了管式鱼道过鱼效果的评价指标,构建了基于尝试率、通过率和最大上溯距离的风险比例回归模型,识别了影响管式鱼道过鱼效果的关键因素。【结果】①最优尝试率模型发现,流量是影响鲢尝试进入鱼道的关键因素;流量与管式鱼道中鲢的上溯尝试率呈显著负相关。②管式鱼道通过率最高可达90.5%,通过最优通过率模型发现,管道角度、水温和尝试次数是影响鲢通过鱼道的关键因素;管道角度为90°时通过率最低;尝试次数和鲢的上溯通过率呈显著负相关;上溯通过率在管道角度为30°和45°工况下无显著差异,但均显著高于90°。③最优最大上溯距离模型发现,水温和管道角度是影响鲢可通过最大上溯距离概率的关键因素;水温与鲢可通过的最大上溯距离概率呈显著正相关;鲢可通过的最大上溯距离概率在管道角度为30°和45°工况下无显著差异,但均显著高于90°。【结论】45°管道角度工况鱼类上溯效果最好,管道角度、水温和尝试次数是影响管式鱼道过鱼效果的关键因素。本研究旨在揭示我国特有鱼种在管式鱼道中的上溯行为规律及评估其过鱼效果,为我国野外低水头闸坝鱼道设计提供新思路和新方案。 展开更多
关键词 鲢 便携管式鱼道 上溯行为 低水头闸坝 过鱼效果
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明渠交汇口水动力及掺混特性研究进展 被引量：1
14
作者 曾诚 周婧 +4 位作者 李凯 付毅成 周婕 蔡雷 王玲玲 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第1期10-17,共8页
针对明渠交汇区域内水流结构的复杂情况,从明渠交汇口汇流比、交汇角度、床面高差和其他影响因素的角度,综述了明渠交汇口分离区、剪切层、二次环流等很多特有的水动力及掺混特性的研究进展,梳理了物理模型试验、数值模拟研究和实地观... 针对明渠交汇区域内水流结构的复杂情况,从明渠交汇口汇流比、交汇角度、床面高差和其他影响因素的角度,综述了明渠交汇口分离区、剪切层、二次环流等很多特有的水动力及掺混特性的研究进展,梳理了物理模型试验、数值模拟研究和实地观测成果,总结了水动力及掺混特性的研究现状。基于目前存在的主要问题,未来应重点研究人工智能算法的应用,植被、密度差、潜流带对掺混特性的影响以及挟沙水流交汇问题中的冲刷淤积影响。 展开更多
关键词 明渠交汇口 水动力 掺混 影响因素
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迷宫形透空式防波堤的水动力性能试验研究 被引量：1
15
作者 何方 陈妍 潘佳鹏 《海洋工程》 北大核心 2025年第2期1-11,共11页
为提升透空式防波堤波浪防护效果,研究提出一种具有内部迷宫透浪通道的形式,迫使波浪发生多重反射和绕射,并在该过程中诱导涡旋形成,逐级消耗波浪能量。基于波浪水槽物理模型试验对防波堤的透反射和波能耗散特性展开研究,并重点关注其... 为提升透空式防波堤波浪防护效果,研究提出一种具有内部迷宫透浪通道的形式,迫使波浪发生多重反射和绕射,并在该过程中诱导涡旋形成,逐级消耗波浪能量。基于波浪水槽物理模型试验对防波堤的透反射和波能耗散特性展开研究,并重点关注其消浪结构形式、潮位以及入射波高的影响。研究结果表明,相比于采用菱形柱和圆形柱,内部消浪结构采用十字形柱时的波浪防护性能更为优异,其复杂内部结构显著增强了波能耗散,具有良好的防透射与降反射特性。在试验范围内,低潮位和大波高情况下,迷宫形透空式防波堤具有更好的波浪防护性能。研究还进一步分析了该防波堤形式所受波压力的情况,并发现其所受波压力沿波浪传播方向逐级衰减,前两排消浪结构单元所受波压力峰值明显较大,且在波能耗散中的作用最为显著,在该防波堤形式的工程应用中需进行加固。 展开更多
关键词 迷宫形 透空式防波堤 波浪防护 波压力
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三翼分水旋转门模型试验与数值模拟研究 被引量：1
16
作者 刘鸿涛 向丹丹 +2 位作者 邹玉涛 吴英俊 刘韩郸 《灌溉排水学报》 2025年第9期93-102,共10页
【目的】为了满足灌区量测水设施测控一体化建设需求,拟基于水轮机蜗壳水力设计原理设计一种新型闸门—分水旋转门,并简述其结构组成及测流原理。【方法】开展了3.00~7.00 L/s流量范围下的物理模型试验,验证了数值模拟方法的正确性;对3.... 【目的】为了满足灌区量测水设施测控一体化建设需求,拟基于水轮机蜗壳水力设计原理设计一种新型闸门—分水旋转门,并简述其结构组成及测流原理。【方法】开展了3.00~7.00 L/s流量范围下的物理模型试验,验证了数值模拟方法的正确性;对3.00~10.08 L/s流量范围下10种转速工况的分水旋转门水力特性进行数值模拟,分析其沿程水深、流速分布、水头损失等的变化规律。【结果】基于模型试验的测流公式平均相对误差为3.35%,最大相对误差为5.18%;其局部水头损失占上游稳定总水头的平均百分比为46.03%,最小百分比为16.48%;分水旋转门工作时,门扇旋转增加灌溉渠道内水中溶解氧量,其最大增氧率达到108.30%,平均增氧率为100.54%;模拟水深与试验水深间的最大误差为2.87%,平均误差为0.77%;试验流量与模拟流量间的平均误差为4.39%,最小误差为5.16%。【结论】本文提出的测流公式具有较高的测流精度,满足规范对量水设施的精度要求,表明该分水旋转门可为矩形渠道流量量测提供依据;将渠道各断面流量、水深的模拟值与试验进行对比,其相对误差均<5%,可为分水旋转门后续测流研究提供理论基础;分水旋转门运作时增加了渠道灌溉水中溶解氧量,有利于提高作物品质与产量。本文对分水旋转门的性能进行了初步研究,该分水旋转门结构简单,测控一体化程度高,可根据所需流量进行灌溉渠道水量的严格调控,同时兼具分水、增氧、有利于提高作物品质的作用,研究成果可为该量控水装置的设计及在灌溉渠道的应用选型提供参考,具有重要推广价值和应用前景。 展开更多
关键词 明渠量水 分水旋转门 水力性能 模型试验 数值模拟 增氧能力
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新孟河抗旱调水试运行对滆湖换水周期的影响研究 被引量：1
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作者 张中天 唐仁 +2 位作者 许强 柳子豪 杨文海 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期45-50,共6页
新孟河延伸拓浚工程是太湖流域水资源调控的核心工程,其水文连通效应对滆湖换水周期的影响机制尚不明确。为此,以2022年长江流域极端干旱期间的新孟河抗旱调水试运行为背景,基于实测水文和气象数据,通过示踪剂传输时间法和湖泊蓄水-出... 新孟河延伸拓浚工程是太湖流域水资源调控的核心工程,其水文连通效应对滆湖换水周期的影响机制尚不明确。为此,以2022年长江流域极端干旱期间的新孟河抗旱调水试运行为背景,基于实测水文和气象数据,通过示踪剂传输时间法和湖泊蓄水-出流量比值法,对比分析了不同工况下滆湖的换水特征,揭示了本次抗旱调水对滆湖换水周期的影响。结果表明:滆湖换水过程呈现西部—北部向东南扩展的特征,最终实现全湖水体交换;抗旱调水试运行显著提升滆湖换水效率,换水周期从自然状态的55~60 d缩短为18~22 d。研究成果可为未来新孟河调水及其对滆湖产生的生态环境效应研究提供基础理论支撑。 展开更多
关键词 新孟河 滆湖 换水周期 调水
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黄河流域库坝系统渗透破坏孕灾机理与安全防控研究综述
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作者 柴军瑞 曹靖 +7 位作者 丁卫华 程琳 王婷 许萍 曹成 温立峰 卜鹏 王梦雨 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第5期26-35,共10页
由于黄河流域库坝系统渗透破坏机理日趋复杂,对渗透破坏安全防控技术提出了新的挑战,本文从岩/土体渗流应力耦合作用下的渗透特性演化机理、库坝系统渗流应力耦合作用下的渗透破坏动态规律、库坝系统渗流监测分析与安全监控方法以及渗... 由于黄河流域库坝系统渗透破坏机理日趋复杂,对渗透破坏安全防控技术提出了新的挑战,本文从岩/土体渗流应力耦合作用下的渗透特性演化机理、库坝系统渗流应力耦合作用下的渗透破坏动态规律、库坝系统渗流监测分析与安全监控方法以及渗透破坏风险评估与防控技术等方面,综述了黄河流域库坝系统渗透破坏孕灾机理与安全防控的研究与实践进展,指出了目前黄河流域库坝系统渗流安全研究亟待解决的关键问题,并提出未来应着力于开发岩/土体渗流应力耦合可视化试验装置,构建多重介质、多场耦合条件下的渗透破坏判定体系,建立能够表征环境动态与不确定性的数学模型及考虑风险因子变异性的动态风险评估与防控体系。 展开更多
关键词 库坝系统 渗流应力耦合 渗透破坏 安全监测 风险防控 黄河流域
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自适应库水位变幅的竖缝式鱼道出口优化及通过性分析
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作者 郑铁刚 张志广 +3 位作者 孙双科 李广宁 柳海涛 温静雅 《水利学报》 北大核心 2025年第7期853-861,共9页
在过去的30年里,竖缝式鱼道是国内外流行的鱼道设计型式之一。鱼道出口段水深设计是影响整个鱼道运行过程中鱼类洄游的主要因素之一。为了适应鱼道上游水位的频繁变动,提出了一种新的竖缝式鱼道出口段设计方法,鱼道出口段由深水段、溢... 在过去的30年里,竖缝式鱼道是国内外流行的鱼道设计型式之一。鱼道出口段水深设计是影响整个鱼道运行过程中鱼类洄游的主要因素之一。为了适应鱼道上游水位的频繁变动,提出了一种新的竖缝式鱼道出口段设计方法,鱼道出口段由深水段、溢流段和浅水段三部分组成。通过开展物理模型试验与数值模拟计算对鱼道出口段水力特性进行详细研究。研究结果表明,无论鱼道出口处的水位如何,浅水段的水深和速度分布都是均匀的;但由于溢流段的设置,深水段的水力学指标沿程分布不均匀,受壅水影响导致溢流段上游池室竖缝断面流速降低;不同上游水位条件下,溢流段通过溢流平衡了鱼道出口和入口之间的流量,且溢流量满足薄壁侧堰泄流关系式。综合分析可见,鱼道出口段水力特性满足洄游鱼类上溯需求,表明竖缝式鱼道单出口设计方案是可行的,适用于日调节水库。 展开更多
关键词 竖缝式鱼道 单出口 水位变幅 溢流段 水力特性
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管道接口缩径的局部阻力试验研究
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作者 郭永鑫 郭新蕾 +3 位作者 王涛 付辉 潘佳佳 李甲振 《水利学报》 北大核心 2025年第1期56-62,共7页
管道接口缩径会产生明显的局部水头损失,然而一直以来缺乏试验检测资料和评估计算方法。本文建立了管道水头损失检测平台,提出管道接口局部阻力系数的两种检测方法,对聚乙烯管热熔对接卷边和球墨铸铁聚乙烯复合管承插接口保护环的局部... 管道接口缩径会产生明显的局部水头损失,然而一直以来缺乏试验检测资料和评估计算方法。本文建立了管道水头损失检测平台,提出管道接口局部阻力系数的两种检测方法,对聚乙烯管热熔对接卷边和球墨铸铁聚乙烯复合管承插接口保护环的局部阻力系数分别进行检测,分析了接口局部阻力系数的影响因素和变化规律。结果表明:DN150聚乙烯管热熔对接卷边为圆弧边缘,凸起高度δ约4.36 mm,单个接口的局部阻力系数ξ≈0.086,折算当量管长为0.75 m;DN300球墨铸铁聚乙烯复合管承插接口保护环为直角边缘,凸起高度δ约为1.93 mm,单个接口的局部阻力系数ξ≈0.022,折算当量管长为0.51 m;单个接口的局部阻力系数随相对凸起高度δ/D减小而减小。接口为直角边缘的局部阻力系数可采用节流孔板的经验公式计算,圆弧边缘的局部阻力系数可采用钢管焊缝的经验公式计算。研究成果可为管网工程的精细水力计算提供参考。 展开更多
关键词 管道接口 缩径 水头损失 局部阻力系数 当量管长
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