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核电温排水影响范围数值模拟与原型观测对比研究
1
作者 陈小莉 张冬阳 +1 位作者 袁珏 段亚飞 《水利学报》 北大核心 2026年第2期217-231,244,共16页
运行电厂温排水原型观测是目前国内推行用于温排水数学模型精度校验的主要手段。原型观测温度场包含了复杂本底水温时空分布,而常规温排水数值模拟假定均一本底水温,本底取值对验证精度的影响还不明确,亟待开展相关研究。本文以某核电... 运行电厂温排水原型观测是目前国内推行用于温排水数学模型精度校验的主要手段。原型观测温度场包含了复杂本底水温时空分布,而常规温排水数值模拟假定均一本底水温,本底取值对验证精度的影响还不明确,亟待开展相关研究。本文以某核电厂址为例,建立了基于实时气象和水文条件的工程海域动态水温模型,利用卫星遥感、航空遥感和水面测量等多源观测数据对模型进行验证,计算与实测结果吻合良好。在此基础上分析了本底水温取值对温升场提取影响,以及扩散系数、散热系数和风场等关键因素取值对数值模拟结果的敏感性。结果表明:本底水温分布对案例厂址温升场提取存在明显影响,均一本底取值会造成温升场夏季偏大、冬季偏小的相反趋势;海域风场对温升场形态和范围均存在显著影响;扩散系数和散热系数取值对温升场结果影响存在区别,扩散系数对4℃温升区影响更大,散热系数对1℃温升区影响更大。本研究可为温排水模拟精度提升和温排水影响评价方法改进提供重要参考。 展开更多
关键词 温排水 背景水温 原型观测 数值模拟 风场
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水利水电水运学科综合性试验平台构建——历史、理论、现实逻辑与未来展望
2
作者 戴济群 胡亚安 《水利水运工程学报》 北大核心 2026年第1期9-22,共14页
综合性科研试验平台是驱动科技创新的核心基础设施,其构成与效能直接关系到国家水安全保障水平。本文旨在系统阐述构建由原型观测、物理模型试验、数学模型模拟(以下简称“三型平台”)深度融合的水利水电水运学科综合性试验平台的逻辑... 综合性科研试验平台是驱动科技创新的核心基础设施,其构成与效能直接关系到国家水安全保障水平。本文旨在系统阐述构建由原型观测、物理模型试验、数学模型模拟(以下简称“三型平台”)深度融合的水利水电水运学科综合性试验平台的逻辑必然性与战略路径。历史逻辑表明,“三型平台”的协同演进是推动中国水利水电水运工程技术从跟跑、并跑到部分领跑的决定性力量,以国家级科研机构九十载实践脉络为例,论证了“三型平台”的协同演进,不仅是支撑重大工程成功建设的基石,更是引领水利水电水运工程技术实现跨越式发展的根本动力。理论逻辑揭示,“三型平台”构成了复杂水工系统“认识-再现-预测-优化”的完整闭环,是探索水工系统内在复杂规律、保障工程安全的方法论基础,其联动性、协同性、参证性研究确保了“国之重器”等重大工程建设与运维的科学性、安全性与经济性。现实逻辑指出,面对新老水问题交织的挑战与国家水安全战略需求,“三型平台”是发展水利新质生产力,实现高水平科技自立自强,保障防洪安全、供水安全、粮食安全、生态安全、航运安全的内在要求和战略支点。本文结合前沿实践,提出强化全链条创新、深化“产学研用”融合、创新科研机制等构建路径,以期为中国水利水电水运科技创新与高质量发展提供参考。 展开更多
关键词 原型观测 物理模型试验 数学模型模拟 新质生产力 水安全保障
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不同干扰下串列双PTC圆柱的振动及功率稳定性研究
3
作者 章大海 张帅 +2 位作者 刘硕硕 侯啸海 江耀鑫 《应用数学和力学》 北大核心 2026年第2期203-218,共16页
发展海洋能符合国家的“双碳”战略目标,大规模利用VIVACE提取海流能时需要多振子协同组合发电,但多振子的干扰效应会形成比较紊乱的流场,造成VIVACE振动响应不稳定.为此,提出刚性连接结构以解决多振子流致振动造成的干扰.利用RANS方法... 发展海洋能符合国家的“双碳”战略目标,大规模利用VIVACE提取海流能时需要多振子协同组合发电,但多振子的干扰效应会形成比较紊乱的流场,造成VIVACE振动响应不稳定.为此,提出刚性连接结构以解决多振子流致振动造成的干扰.利用RANS方法和Spalart-Allmaras湍流模型,结合动网格和UDF技术,模拟分离式串列双PTC圆柱和刚性连接双PTC圆柱在L=1.5D,L=2.5D,L=3.5D三种间距比下的流致振动响应、振动稳定性及瞬时输出功率稳定性.结果表明,间距比增加会使得刚性连接时振动幅值稳定性减小,与分离式相比较,在三种间距比下刚性连接均可以改善振动稳定性和瞬时输出功率稳定性,但改善效果随着间距比增加而减弱;引入净阻尼系数衡量分离式串列双PTC圆柱和刚性连接串列双PTC圆柱振动过程中的系统能量变化,发现不稳定的净阻尼系数会导致系统能量的不稳定最终形成振动响应的不稳定. 展开更多
关键词 流致振动 串列双PTC圆柱 净阻尼系数 振动稳定性
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内河航电枢纽鱼道形式选择方法的思考
4
作者 彭哲 刘晓平 +3 位作者 刘晓红 张家强 陈豪 刘威 《水运工程》 2026年第2期163-171,共9页
基于水力学的模型试验和基于鱼类行为学的生物水力学模型试验是鱼道设计研究中常采用的两种方法,但由于两者的关注点和评价指标不尽相同,得到的结论有时会出现差异,采用哪种试验方法更为合理需要审慎考量。以我国内河航电枢纽鱼道常采用... 基于水力学的模型试验和基于鱼类行为学的生物水力学模型试验是鱼道设计研究中常采用的两种方法,但由于两者的关注点和评价指标不尽相同,得到的结论有时会出现差异,采用哪种试验方法更为合理需要审慎考量。以我国内河航电枢纽鱼道常采用的L形和H形两种竖缝鱼道形式为例,以本土鲤科鱼类为研究对象,采用控制环境因素的物理模型试验进行鱼道形式选择方法比较。结果表明:基于水力学模型试验的流速控制指标,H形竖缝鱼道比L形竖缝鱼道竖缝处流速降低约14.8%,该案例H形竖缝鱼道优于L形竖缝鱼道;但基于生物水力学模型试验的控制指标鱼道通过率,L形竖缝鱼道比H形竖缝鱼道通过率高出30%。分析比较可知,基于水力学的模型试验方法理论研究和实践经验比较成熟,试验成本较低,用于技术相对成熟鱼道的验证设计较合适;基于鱼类行为学的生物水力学模型试验方法适用于新型鱼道的设计研究和开发。 展开更多
关键词 竖缝鱼道 生物水力学 模型试验 环境因素 评价指标
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不同雷诺数下圆柱绕流阻力特性数值模拟
5
作者 邬颢 连子祥 +1 位作者 李金弟 安中昌 《船舶工程》 北大核心 2026年第3期33-39,共7页
[目的]为了解决船舶阻力优化设计中计算方法不明确的问题,[方法]对钝体绕流场特征及阻力特性进行研究。基于计算流体动力学(CFD)软件STAR-CCM+对雷诺数Re分别为3900、10000和20000下的圆柱绕流进行了数值模拟;通过对比纳维-斯托克斯(RA... [目的]为了解决船舶阻力优化设计中计算方法不明确的问题,[方法]对钝体绕流场特征及阻力特性进行研究。基于计算流体动力学(CFD)软件STAR-CCM+对雷诺数Re分别为3900、10000和20000下的圆柱绕流进行了数值模拟;通过对比纳维-斯托克斯(RANS)方法中剪切应力传输(SST)k-ω模型以及标准k-ε模型的流场仿真结果,评估2种湍流模型计算钝体绕流阻力特性的适用性。[结果]研究结果表明,不同雷诺数下SST k-ω湍流模型的计算结果与直接数值模拟(DNS)结果高度吻合,而标准k-ε湍流模型与DNS结果相差很大。[结论]SST k-ω湍流模型可获得置信度较高的钝体绕流阻力特性数值仿真结果。 展开更多
关键词 圆柱绕流 计算流体动力学(CFD) 湍流模型
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基于国产编程语言的并行水动力模型开发及初步调优
6
作者 王明阳 王静 +2 位作者 李娜 俞茜 宫啸天 《人民黄河》 北大核心 2026年第2期41-46,共6页
基于国产编程语言Taichi开发了具有跨平台并行计算能力的高性能二维水动力模型FRAS。FRAS拥有良好的并行计算灵活性,能与同构CPU-CPU和异构CPU-GPU计算架构良好兼容,还支持多核CPU、CUDA、OpenGL、Metal、Vulkan等多种并行加速技术,具... 基于国产编程语言Taichi开发了具有跨平台并行计算能力的高性能二维水动力模型FRAS。FRAS拥有良好的并行计算灵活性,能与同构CPU-CPU和异构CPU-GPU计算架构良好兼容,还支持多核CPU、CUDA、OpenGL、Metal、Vulkan等多种并行加速技术,具有良好的跨平台性能。采用非结构化网格离散二维空间,运用有限体积法对连续性方程和动量方程进行数值离散处理,将FRAS模型应用于辽宁省绕阳河的洪水计算,相较于原始串行代码,并行化处理后加速比为14.7。通过优化变量存储结构,计算性能因访存优化而提升约2倍,初步优化后程序加速比达30.1。 展开更多
关键词 二维水动力模型 并行计算 跨平台 Taichi编程语言
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新概念多模态航行器翼板参数对各模态航行性能影响
7
作者 陈云赛 逄浩震 +2 位作者 姜清华 王奥博 张栋 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第1期193-202,共10页
为探究不同折叠翼参数对航行器性能的影响,本文提出一种新概念多模态航行器,可实现水面漂航太阳能补充、水下滑翔以及螺旋桨推进等功能,并通过折叠翼形态的改变实现不同模态的转换,从而满足不同剖面的水下探测需求。建立不同翼展的水动... 为探究不同折叠翼参数对航行器性能的影响,本文提出一种新概念多模态航行器,可实现水面漂航太阳能补充、水下滑翔以及螺旋桨推进等功能,并通过折叠翼形态的改变实现不同模态的转换,从而满足不同剖面的水下探测需求。建立不同翼展的水动力模型,并通过流场分析解释水动力差异的原因。展长增大引起流场变化和湿表面积增加,导致推进模态航行器阻力的增大;在漂航模态航行器受到波浪的竖向作用力随展长增大而增大,纵摇角度随展长增大而减小;滑翔模态航行器的最大升阻比随展长的增大而增大,最大升阻比可达4.69,拥有更好的水动力性能。研究结果有助于提升对折叠翼附体的理解,并为新概念航行器的设计提供一定理论指导。 展开更多
关键词 多模态航行器 水动力性能 流场分析 滑翔机 折叠翼 升阻比 漂航 展长
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圆柱型加糙床面水流流速结构PIV试验研究
8
作者 侯旭辉 张金楠 《吉林水利》 2026年第3期21-28,共8页
为研究粗糙床面对明渠紊流流速结构的影响,设计6种圆柱型加糙床面,借助粒子图像测速仪(PIV)开展试验,对不同工况下的摩阻流速、时均流速等水流参数变化规律进行深入分析。结果表明:摩阻流速沿水流方向呈波齿状分布,表现出显著的分区特征... 为研究粗糙床面对明渠紊流流速结构的影响,设计6种圆柱型加糙床面,借助粒子图像测速仪(PIV)开展试验,对不同工况下的摩阻流速、时均流速等水流参数变化规律进行深入分析。结果表明:摩阻流速沿水流方向呈波齿状分布,表现出显著的分区特征,颗粒区摩阻流速整体小于粒间区,且其大小与颗粒直径、间距密切相关;时均流速随流量增大而增大,纵向分布呈现明显分区,粒间区较为平稳,颗粒区迅速减小,在颗粒顶部达到极大值,随后流动分离在粒间区,并在粒间区中心达到极小值,与典型粗糙元后尾流特征相符。时均流速随加糙颗粒间距减小而减小,随加糙体尺寸增大而减小;加糙体的影响有明显分区效应,对水流结构的扰动集中于近壁区,且流速出现垂向分布趋势,远离床面的主流区,流速分布趋于均匀横向分布。研究成果为揭示加糙床面水流运动规律提供了新的数据补充,可为河道整治、水利设施设计等工程应用提供参考。 展开更多
关键词 圆柱型加糙体 PIV试验 摩阻流速 时均流速 理论零点 阻力分区
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风暴潮-洪水共同驱动下万泉河口冲淤演变模拟研究
9
作者 杨光耀 陈姿帆 吴浩南 《水利水电工程设计》 2026年第1期76-80,共5页
合理地模拟风暴潮和洪水过程中万泉河口的地形演变及水动力场特征,对于万泉河流域防洪安全具有重要意义。为此,基于Holland-ERA5混合台风模型和二维水动力、波浪、泥沙模型,建立了万泉河口的风暴潮-洪水-地形演变耦合模型,并成功应用于2... 合理地模拟风暴潮和洪水过程中万泉河口的地形演变及水动力场特征,对于万泉河流域防洪安全具有重要意义。为此,基于Holland-ERA5混合台风模型和二维水动力、波浪、泥沙模型,建立了万泉河口的风暴潮-洪水-地形演变耦合模型,并成功应用于2013年超强台风“海燕”期间万泉河口的水动力、地形冲淤演变模拟,基于模拟结果研究了万泉河口风暴潮-洪水期间的水动力及地形冲淤规律,并进一步对风暴潮、洪水、波浪等动力因素对玉带滩溃破的贡献程度进行了探究。研究发现,2013年超强台风“海燕”期间,万泉河口主要行洪通道区域发生冲刷,最大冲刷深度超3 m;西边岛尾部受遮蔽效应影响,发生淤积,最大淤积厚度近2 m;万泉河口门外及玉带滩溃口外受潮位顶托影响,流速减缓,泥沙落淤,最大淤积厚度近2 m;万泉河口泥沙运动受洪水、风暴潮、波浪等多种因素作用,其中洪水是导致万泉河口玉带滩溃破的最主要原因。研究成果可为万泉河流域防洪工作提供参考。 展开更多
关键词 万泉河口 玉带滩 风暴潮 洪水 地形演变 数值模拟
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基于数据分析与自适应网络的水利模型浅水动力学研究
10
作者 徐莹 石慧娟 《水利科技与经济》 2026年第2期73-78,共6页
为改善传统格子Boltzmann数值模型在复杂地形和动态水流条件下计算效率低、精度不足的问题,研究基于自适应网格技术与数据分析方法,构建了一种高效的水利数值模型。通过自适应网格加密策略实现网格密度的动态调整,以更好实现对浅水动力... 为改善传统格子Boltzmann数值模型在复杂地形和动态水流条件下计算效率低、精度不足的问题,研究基于自适应网格技术与数据分析方法,构建了一种高效的水利数值模型。通过自适应网格加密策略实现网格密度的动态调整,以更好实现对浅水动力学过程的模拟与优化。结果表明,该模型在算例验证下表现出较好的适应性,其在不同雷诺数下均能准确捕捉流场中的主涡和次级涡结构,在方腔不同方向上的中心线速度与均匀网格的最大相对误差不超过0.25%,流域水位模拟结果符合实际地形特点。且该模型在区域检验结果中所表现出的误差值较低,各子流域的实测-模拟相对误差不超过8%,效率系数均超过0.85,满足水文模型精度要求。研究方法能在有效把握浅水流动特性的基础上保证计算效率和精度,并为实际水利工程中的洪水演进、河道治理等提供参考基础和工具支持。 展开更多
关键词 自适应 Boltzmann模型 网格密度 浅水动力学 计算
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长青桥拓宽工程对河道水力特性及行洪安全的影响分析
11
作者 金子嵩 《水利科学与寒区工程》 2026年第1期108-111,共4页
本文以浑河沈阳城市段为例,建立基于Mike21的二维水力模型,通过计算长青桥拓宽工程建设前后河道水位、流速等的变化,分析桥梁拓宽工程的建设,即仅增加桥墩顺水流向的长度,不增加垂直流向的阻水面积的情况下,对河段壅水是否有影响,以及... 本文以浑河沈阳城市段为例,建立基于Mike21的二维水力模型,通过计算长青桥拓宽工程建设前后河道水位、流速等的变化,分析桥梁拓宽工程的建设,即仅增加桥墩顺水流向的长度,不增加垂直流向的阻水面积的情况下,对河段壅水是否有影响,以及影响程度等。最终结论表明,该工况下墩前最大壅水仅有3cm,对河道行洪的影响很小,几乎可以忽略。桥梁拓宽工程在城市河道中应用较多,本文的结论表明桥墩顺水流向加宽对河道行洪几乎没有影响,建议类似工程建设时注意桥墩的阻水作用,尽量顺水流向加宽,不要增加阻水面积。 展开更多
关键词 长青桥拓宽工程 水力特性及行洪安全 二维水力模型 MIKE21
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过鱼设施设计有关的鱼类行为学研究进展
12
作者 柯森繁 石小涛 +6 位作者 孙攀 袁银豪 庞凯文 李冬晴 姜泽文 俞晓伟 涂志英 《水产学报》 北大核心 2026年第3期1-12,共12页
鱼类行为特征是指导水电工程过鱼设施设计重要的基础数据支撑。本文聚焦与过鱼设施设计强相关的鱼类游泳能力、鱼类行为与流场响应关系、诱驱鱼技术及过鱼设施过鱼效果监测等4个方面的鱼类行为学研究,回顾了与上述行为学研究有关的121... 鱼类行为特征是指导水电工程过鱼设施设计重要的基础数据支撑。本文聚焦与过鱼设施设计强相关的鱼类游泳能力、鱼类行为与流场响应关系、诱驱鱼技术及过鱼设施过鱼效果监测等4个方面的鱼类行为学研究,回顾了与上述行为学研究有关的121篇文献,总结了各行为学试验实施过程中测试条件要求及强调的关键技术参数,提出了针对当前鱼类行为学试验设计不足的建议,旨在进一步科学合理设计与过鱼设施有关的鱼类行为学试验,以提升过鱼设施过鱼能力。 展开更多
关键词 过鱼设施 鱼类行为学 游泳能力 诱驱鱼技术 过鱼效果
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突扩跌坎式掺气减蚀设施水力特性研究
13
作者 赵歆萌 刘亚坤 +1 位作者 张帝 卢洋亮 《中国农村水利水电》 北大核心 2026年第3期134-139,147,共7页
针对高水头、大流量的泄洪洞有压段出口易出现空化空蚀问题,依托长度比尺为1∶50的物理模型试验对窄缝消能的突扩跌坎式掺气设施水力特性进行研究;并借助Fluent软件探究不同体型参数下的水力特性规律,数值模拟采取VOF多相流模型、RNG k... 针对高水头、大流量的泄洪洞有压段出口易出现空化空蚀问题,依托长度比尺为1∶50的物理模型试验对窄缝消能的突扩跌坎式掺气设施水力特性进行研究;并借助Fluent软件探究不同体型参数下的水力特性规律,数值模拟采取VOF多相流模型、RNG k-ε湍流模型、PISO速度压力耦合方程,得出的流量、水面线、流速和时均压强分布与试验实测值最大误差低于10%,可满足工程精度要求。进一步深入研究发现:随着闸门开度减小、出口窄缝宽度增加,侧壁对水流约束降低,纵向拉伸减弱,空腔长度、净空腔长度及净空腔高度均有所增加,且高水位下的各项空腔水力学指标增加趋势大于低水位;其他条件不变时,空腔回水相比射流落点对窄缝收缩比的变化更敏感;随着侧壁由对称收缩逐渐偏转至单侧收缩,最长射流落点位置不变,由侧壁中心逐渐偏转至不收缩侧,且净空腔高度保持不变;采取增大窄缝收缩比及底板坡度的方法可较好解决空腔回水问题。该研究有助于明晰采用窄缝消能的泄洪洞掺气减蚀设施的三维水力学特性,可为相关工程掺气减蚀设计提供借鉴。 展开更多
关键词 高速水流 掺气减蚀 突扩跌坎 空腔回水 窄缝消能
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抽水蓄能电站侧式进/出水口水力学研究进展及展望 被引量：2
14
作者 高学平 朱洪涛 +1 位作者 刘殷竹 袁野 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第8期775-789,共15页
抽水蓄能电站侧式进/出水口布置在水库岸边,是应用最为广泛的进/出水口类型.侧式进/出水口内设分流隔墙为多孔道结构,需满足双向过流要求.每个具体工程的侧式进/出水口都有自己的特点,导致侧式进/出水口双向流动复杂,对侧式进出/水口体... 抽水蓄能电站侧式进/出水口布置在水库岸边,是应用最为广泛的进/出水口类型.侧式进/出水口内设分流隔墙为多孔道结构,需满足双向过流要求.每个具体工程的侧式进/出水口都有自己的特点,导致侧式进/出水口双向流动复杂,对侧式进出/水口体型要求很高,因此《抽水蓄能电站设计规范》对侧式进/出水口的水力指标做出了严格规定.围绕侧式进/出水口的水力特性、内部流动机理、优化方法等已经开展了大量的模型试验和数值模拟研究.对于具体的抽水蓄能电站工程,主要关注水头损失、拦污栅断面流速、各孔道流量分配、进/出水口漩涡、反坡明渠段流态等水力特性.对于进/出水口内部流动机理,主要关注内部流场演变规律、拦污栅断面脉动流速规律及形成机理等.对于进/出水口体型优化,除传统优化方法外,还开展了结合数值模拟、代理模型和优化算法的智能优化方法方面的研究.本文首先概述侧式进/出水口体型及设计要求,其次从具体工程进/出水口水力学问题、进/出水口内部流动机理、进/出水口优化方法3个方面综述侧式进/出水口的研究进展,最后基于目前研究成果的总结分析提出未来的研究内容.本文成果可为抽水蓄能电站侧式进/出水口设计和水力学研究提供参考. 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 侧式进/出水口 水力特性 体型优化 模型试验 数值模拟
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扩散段体型对竖井式进/出水口出流水力特性的影响 被引量：2
15
作者 蔡付林 郭黎明 +1 位作者 周骏 周建旭 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期100-106,共7页
为探究扩散段体型以及扩散段与竖井式进/出水口孔口底板连接方式对出流的影响,建立了国内某抽水蓄能电站上库竖井式进/出水口流场的三维数值模型,采用Realizable k-ε紊流模型,计算分析了扩散段体型以及扩散段与孔口底板的连接方式对出... 为探究扩散段体型以及扩散段与竖井式进/出水口孔口底板连接方式对出流的影响,建立了国内某抽水蓄能电站上库竖井式进/出水口流场的三维数值模型,采用Realizable k-ε紊流模型,计算分析了扩散段体型以及扩散段与孔口底板的连接方式对出流均匀性及水头损失的影响。结果表明:合适扩散角的锥管扩散体型较椭圆曲线扩散体型有利于竖井式进/出水口孔口流量均匀分配和降低水头损失;在锥管与孔口底板连接处增加圆弧连接虽然能够降低水头损失,但是会增加孔口流量分配的不均匀性。 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 竖井式进/出水口 扩散段 连接方式 出流均匀性 三维模型
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双空化喷嘴的设计及去除沼蛤效果研究
16
作者 魏浩 马骏 +1 位作者 肖然 张佳琪 《中国农村水利水电》 北大核心 2026年第3期172-180,共9页
研究旨在设计一种新型双空化喷嘴,并评估其在去除沼蛤(Limnoperna fortunei)方面的效果,以优化空化射流技术在水处理中的应用。针对传统物理清除方法效率低和环境影响大的问题,本研究探索了一种高效且环保的清除技术。研究团队首先构建... 研究旨在设计一种新型双空化喷嘴,并评估其在去除沼蛤(Limnoperna fortunei)方面的效果,以优化空化射流技术在水处理中的应用。针对传统物理清除方法效率低和环境影响大的问题,本研究探索了一种高效且环保的清除技术。研究团队首先构建了双空化喷嘴的计算模型,并利用Fluent软件进行数值模拟。模拟过程中,重点分析了内外喷嘴环形空间的不同间距、外喷嘴的来流压力以及出口轴向间距对空化区域及流场特性的影响。实验设置具体包括:内外喷嘴环形空间间距变化,外喷嘴压力在0.1 MPa至0.6 MPa范围内调整,以及出口轴向间距的系统研究。通过设置不同的靶距和喷射角度,进一步探讨这些参数对沼蛤去除效率的影响。研究结果表明,环形空间间距的增大显著扩大了空化区域,但当间距过大时,流速和空化强度会有所降低。最佳来流压力为0.2 MPa,出口轴向间距为2 mm时,空化效果达到最佳。靶距为30 mm且喷射角为60°时的冲击力和去除效果最优,沼蛤去除率在附着数量较少时可达66.67%。然而,随着沼蛤附着厚度的增加,去除率显著下降,尤其是在附着层数达到3层及以上时,去除效率明显降低,显示去除效率与附着数量和厚度之间存在负相关关系。研究验证了双空化喷嘴在去除沼蛤方面的有效性,并为喷嘴设计优化提供了理论依据。研究结果强调了合理选择喷嘴参数和喷射角度对提高清洗效率的重要性。通过优化喷嘴结构和参数配置,可在不损害环境的前提下显著提升沼蛤的去除效率,为水利工程和水产养殖业提供了一种新型解决方案。这种新型喷嘴的设计与应用展示了空化射流技术在水处理领域的广阔前景,具有重要的实际意义和应用价值。 展开更多
关键词 双空化射流 沼蛤去除 Fluent仿真 冲击 流场
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挑流随机喷溅水滴落点位置的近似解析方法
17
作者 张雨辰 张华 《水力发电学报》 北大核心 2026年第1期66-75,共10页
挑流水舌与下游水面碰撞过程中会产生大量喷溅水滴,针对水滴随机喷溅数学模型在求解时存在计算效率低下的问题,基于二次阻力作用下二维抛体运动的近似解析公式,提出一种计算挑流随机喷溅水滴落点位置的近似解析方法,并从落点位置与概率... 挑流水舌与下游水面碰撞过程中会产生大量喷溅水滴,针对水滴随机喷溅数学模型在求解时存在计算效率低下的问题,基于二次阻力作用下二维抛体运动的近似解析公式,提出一种计算挑流随机喷溅水滴落点位置的近似解析方法,并从落点位置与概率密度分布两个方面与四阶龙格-库塔法计算结果进行对比分析。结果表明:在水滴数量与初始信息相同的情况下,近似解析方法计算结果与四阶龙格-库塔法相近,但所需计算时间仅为后者的1/30,有效提升了计算效率,为随机喷溅水滴运动分析提供了更高效的途径。 展开更多
关键词 泄洪雾化 喷溅水滴 随机喷溅模型 落点位置 近似解析方法
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浅水液舱侧壁开孔箱体抑制晃荡的试验研究
18
作者 孔耀华 齐野含 +2 位作者 李厚蓉 马玉祥 朱一鸣 《工程力学》 北大核心 2026年第1期281-288,共8页
近年来,在抑制浅水液舱晃荡方面,国内外学者对带孔横板或带孔竖板型减摇结构的研究取得较大进展。该文结合带孔横板及带孔竖板的阻晃特点,提出一种新型侧壁安装的开孔箱体减摇结构;并通过物理模型试验,分析其在具有不同孔隙率及孔隙形... 近年来,在抑制浅水液舱晃荡方面,国内外学者对带孔横板或带孔竖板型减摇结构的研究取得较大进展。该文结合带孔横板及带孔竖板的阻晃特点,提出一种新型侧壁安装的开孔箱体减摇结构;并通过物理模型试验,分析其在具有不同孔隙率及孔隙形状的情况下,对于不同外激励的摇动频率下的液舱内液体晃荡的抑制效果。通过波高幅值和视频图像,分析晃荡波的变化,分析结果表明:侧壁开孔箱体通过增加晃荡液体的阻力,使液体产生携气涡旋和使水体破碎,能较大程度地抑制固有频率附近产生的自由液面幅值。但是,开孔箱竖板的孔隙率及孔隙形状对其阻晃效果影响较小。通过小波分析发现,侧壁开孔箱主要通过抑制第一及第二固有频率的能谱幅值,达到降低自由液面的效果。 展开更多
关键词 海洋工程 液舱晃荡 模型试验 晃荡抑制 小波分析
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设置挡水隔板的鱼类友好型涵洞水力特性试验研究 被引量：1
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作者 毛劲乔 陆鹏 +2 位作者 龚轶青 高欢 戴杰 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第7期104-111,共8页
涵洞是沟通河系、连接生物生境的重要通道,在其中布置小型挡水结构可有效减小局部流速,增加弱游泳能力鱼类上溯成功率,提高涵洞的生态效益。为明确设置三角形挡水隔板涵洞内水力特性,在水槽单侧布置多个三角形挡水隔板模拟涵洞中的小型... 涵洞是沟通河系、连接生物生境的重要通道,在其中布置小型挡水结构可有效减小局部流速,增加弱游泳能力鱼类上溯成功率,提高涵洞的生态效益。为明确设置三角形挡水隔板涵洞内水力特性,在水槽单侧布置多个三角形挡水隔板模拟涵洞中的小型挡水建筑物开展水槽试验研究,利用SonTek声学多普勒流速仪(ADV)采集三维流速数据,分析挡水隔板后流速分布、湍流特性、动量输运模式等,论证增设三角形挡水隔板系统对促进弱游泳能力鱼类(小鳈)上溯行为的可行性。研究结果表明:增设三角形挡水隔板,主流区流速仍能维持为25~30 cm/s,对主流区流速影响较小;在隔板边壁产生稳定的低速区(LVZs),其流速为-4~15 cm/s,相较光滑侧壁水槽低速区的面积占比由5%~10%增加为14.80%~18.07%;挡水隔板下游低速区水流湍动能和雷诺应力明显大于无挡水隔板侧的高速区,但未超过相应的鱼类游泳偏好阈值;水流动量交换以喷射和扫掠形态为主,该瞬时形态可提供更适宜弱游泳能力鱼类游动的流动环境。 展开更多
关键词 涵洞 水槽试验 挡水隔板 低速区 动量交换
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基于IFMS的热带感潮河流防洪保护区洪水风险研究——以海南省昌化江为例
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作者 郭淑慧 吴晴 熊斌 《人民珠江》 2026年第2期1-12,共12页
洪水灾害历来是威胁人民生命财产安全的主要自然灾害之一,洪水风险研究是水利主管部门进行科学有效防洪及避洪转移决策的重要依据。海南省位于中国最南部,长年遭受山洪、台风、潮水综合影响。昌化江流域位于海南省西南部,其流域洪水灾... 洪水灾害历来是威胁人民生命财产安全的主要自然灾害之一,洪水风险研究是水利主管部门进行科学有效防洪及避洪转移决策的重要依据。海南省位于中国最南部,长年遭受山洪、台风、潮水综合影响。昌化江流域位于海南省西南部,其流域洪水灾害频发,对上下游防洪保护区构成严重威胁,开展昌化江流域防洪保护区洪水风险研究是现实所需。聚焦昌化江流域防洪保护区,基于实测水文资料系统解析洪水成因,设定10年、20年、50年、100年一遇洪水工况,采用IFMS(Integrated Flood Modeling System)水动力软件构建一二维耦合洪水演进模型,模拟不同工况下防洪保护区的淹没范围、水深空间分布与演进过程,揭示洪灾空间分异规律,识别关键受灾区域与风险空间格局。结果表明:100年一遇洪水造成的淹没范围及损失最为严重,涉及五指山市、乐东县、昌江县及东方市共4个市县内的13个乡镇;洪水风险呈现沿程分异特征,上游以低风险区为主,下游以高风险区为主,入海口附近则转为中风险主导。在该情景下,最大淹没面积达111.70 km^(2),影响人口最多为49809人,影响GDP高达231457.45万元,直接经济损失最高达467961.00万元。可为热带岛屿型河流区域的防洪减灾与应急管理提供科学参考。 展开更多
关键词 洪水风险 IFMS 淹没范围 损失评估 昌化江
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