实时流场测量系统在河工模型试验中的应用

流场实时测量系统VDMS(以下简称VDMS),是运用数字摄像与粒子跟踪测速技术(PTV)研制开发的表面流场大范围同步测速与监控系统。该系统可快速方便地得到模型试验范围研究区域内的流场、断面流速分布及单个或多个测点的流速矢量变化过程,提高了试验的精度和效率。     

考虑高程的雨量反距离权重插值法研究

在普通反距离权重插值法的基础上,采用考虑高程的反距离权重插值法,在山区和山区、平原混合地形区分别进行了雨量插值。结果表明:1在山区,考虑高程的反距离权重插值法可明显提高插值精度,且搜索半径越小,插值越精确;2在山区、平原混合地形区,普通的反距离权重插值法精度较高,但是搜索半径变小时,误差也有一定减小;3通过贵州西部地区插值结果的对比,认为权重指数α=2时结果比较理想。     

扫描光屏法在PIV技术测量自由剪切层中的应用

ＰＩＶ技术是九十年代实验流体力学的重大成就。它能够提供瞬时整个流场的定量信息，而且具有很高的空间分辨率和很好的精度。为了获得清晰可靠的ＰＩＶ底片，人们对实验方法作了很多改进。本文讨论了近年使用较多的扫描光屏法，提出了该方法在使用中特别注意的一些问题，并给出了用该方法测量自由剪切流场的结果。     

大型河工模型分布式表面流场测量系统研制及应用

在河工模型试验中, 粒子图像表面流场测量方法得到了广泛应用。研制了一种新型分布式表面流场测量系统,该系统采用局域网组网与光纤传输相结合,通过POE千兆交换机与高清智能一体化工业摄像机相连,显著降低了布线复杂度,具有系统传输距离远、布设简单、集成度高、可扩展性强等优点。系统具备可视化全自动采集、可视化错误矢量剔除、导出多种数据格式,生成流场等值线图、流线等功能。在系统研制基础上,提出了一种对粒子图像表面流场测量系统进行精度检测的新方法,通过精确控制匀速旋转平台模拟水流运动,将表面流场测量系统实测数据与旋转平台上各点精确数据进行对比检测,检测结果表明,研制的表面流场测量系统测量误差小于5%,已在长江河口模型等多个大型河工模型中得到成功应用。     

粒子图像测速技术应用于热射流流场的测定

应用粒子图像测速技术对热射流喷嘴附近的流场进行测定,观测到其流场起始段的特点,并对射流轴线流速沿程分布、射流垂向剖面上的流速分布,以及射流的扩展半宽度进行了研究分析。实验结果表明,射流的扩展半宽度和喷嘴下游的距离呈线性关系,并且由于受到排放形式的影响,底部贴壁的射流的扩展半宽度沿程增加比自由射流缓慢。     

DPIV系统在河工模型试验中的应用研究

河工模型有同其它模型不同的特点，给流场的测量带来一定的困难，而DPIV系统是一种适合于河工模型的快速的流场测量方法。本文根据河工模型流场测量的特点建立了一套DPIV系统，可以对近平方米区域内的流体表面流场进行快速测量。并且根据河工模型中示踪粒子分布的特点，提出了DPIV速度计算的改进算法，提高了速度计算的效率，达到了对河工模型流场的实时测量和记录的要求。     

PIV技术在冰盖下复式断面渠道流速测量中的运用

在测定冰盖下复式断面流场、流速的模型试验中,水体中的运动粒子是重点研究对象。粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术已在水力学研究领域得到普遍应用,但该技术在冰盖下复式断面渠道模型试验的应用为国内首次。基于试验特点,设计砖砌混凝土的循环水箱,采用变频器配合水泵、流量计实现对流量的定量控制,对不同流量下不同断面的流场、流速进行测定,采用PIV技术对水体中运动的粒子的位移场进行具体分析。试验结果表明,PIV分析结果能够直观反映流场中的状态,且可以避免测量盲区,其所测的流速与多普勒超声测速仪测得值吻合较好,并给出了横向流速分布图,弥补了传统方法无法获得冰盖下的流场分布的难题。     

悬移质运动中水沙两相流的流场测量技术研究综述

在对近年来流速测量技术的发展历程进行回顾的基础上,着重介绍了激光技术、超声波技术、计算机技术及数字图像处理技术等先进技术在流速测量中的应用及发展,详细分析了悬移质运动中水沙两相流流场测量技术的现状及存在问题,指出综合运用激光诱导荧光技术与粒子跟踪测速技术是实现水沙两相流流场同步测量的一种新途径。     

粒子图象测速技术及其在垂直进水口漩涡流场中的应用

本文通过粒子图象测速技术的改进，提出了数字可调脉冲光照和象增强技术，实现了在低功率激光照明下获得高象的流动图象，从而提高流速测量的范围和精度。     

自适应距离反比法及其在滦河流域的应用

在深入研究了现有水文气象信息空间插值算法计算效率低的基础上,在传统距离反比法的基础上提出了快速插值的算法理论——自适应距离反比法。该算法在滦河流域的应用研究表明,与其它方法相比,自适应算法能在保证计算精度有效性的情况下,将计算效率提高20-150倍。同时,比较分析了影响插值算法计算效率的因素,研究表明,站点个数、栅格个数是影响计算效率的主要因素,子流域个数则是次要因素。     

表面流场的PyrLK“角点-质心”法在复杂流场中的应用

粒子匹配方法是准确获取表面流场的关键。本文详细阐述了新近提出的基于光流算法PyrLK"角点-质心"法的基本原理及具体实现过程,采用该方法对弯道水槽中较复杂的表面流场进行计算,并与目前较为先进的匹配几率法进行了对比。结果表明,对于本文所示的复杂流场,匹配几率法计算结果很大程度上依赖于对运动矢量允许偏差等参数的选取,且还会出现由于提取到非示踪粒子的质心并使其参与计算而产生的误匹配;而PyrLK"角点-质心"法只与运动图像特征信息相关,无示踪粒子特定匹配规则的假定,在复杂流场中能较好地实现粒子的跟踪与匹配。与匹配几率法相比,PyrLK"角点-质心"法对于复杂表面流场计算具有更好的适应性。     

表面流场实时测量系统在三门核电厂潮流泥沙物理模型中的应用

大型潮流泥沙物理模型是人们认识和掌握潮汐河口水流泥沙运动规律的重要工具,是研究大型涉水工程对工程水域影响的科学手段.模型试验中的大量信息必须借助各种仪器设备来获取.由于试验经费和仪器性价比等原因,模型水流流速多用旋桨流速仪采集.然而,旋桨流速仪测速只能获取模型中有限点位的流速信息,同时也无法得到水流流向信息,致使大量模型信息无法采用.浙江省水利河口研究院从清华大学引进的表面流场实时测量系统(下称VDMS)通过在三门核电厂潮流泥沙物理模型中的应用,试验成果表明,VDMS可以较为完整准确的记录模型试验中的流场信息,弥补了传统旋桨流速仪的不足,在模型试验中具有较高的使用价值.     

流场实时测量系统在京杭运河二通道出口航道试验研究中的应用

京杭运河二通道钱塘江出口拟建在七格弯道,该河段水动力强,水流变化复杂,河床冲淤幅度大,护岸丁坝群及其它涉水建筑物较多。从清华大学引进的表面流场实时测量系统（VDMS）在京杭运河二通道八堡船闸出口航道综合分析泥沙物理模型中的应用表明,VDMS可以较为完整和准确的记录模型试验中的流场信息,为试验结果提供有力依据,在模型试验中具有较高的使用价值。     

优势关系和优劣解距离法在南宁内河水质评价中的应用

准确地评价内河水质,能为治理决策提供依据。为了防止单一评价方法产生的片面性,利用优势关系进行第一级评价,优劣解距离法进行第二级评价,防止了信息的流失,使评价模型更科学全面。采用"污染物超标法"衡量客观权重,获取了指标超标的情况,引入主观权重,使评价模型更具灵活性。使用该综合评价模型,对2014年的南宁内河水质检测数据进行试验,结果科学合理,能为内河治理工程提供决策信息。     

改进惯性权重的粒子群算法及其在边坡稳定性分析中的应用

改进PSO算法的惯性权重。不仅考虑了惯性权重随代数的纵向线性变化,还根据当前和迄今粒子的适应度重排序横向线性变化来改进惯性权重。横向线性变化上限不变,下限逐渐减小,使得线性变化数值范围随代数逐渐增大。惯性权重随着代数逐渐取负,并且适应度差的粒子取负的几率更大。这样得到基于粒子适应度排序改进惯性权重的粒子群算法(ASMIWPSO算法)。通过2个仿真算例对比ASMIWPSO算法和PSO算法的寻优结果,所获得的全局最优值前者多于后者。采用边坡工程实例进行ASMIWPSO算法、PSO算法和理正岩土计算软件结果比较,说明ASMIWPSO算法具有更好的优化结果。     

水质距离法在地表水水质评价中的应用

水质距离评价法是水质综合评价方法的一种,它将水质评价问题转化成度量空间中各点之间相对距离的问题,原理简单,评价结果精确.本文采用该方法对潭江干流三个断面和全河段水质进行综合分析评价,结果表明,潭江干流总体水质较好,符合国家地面水Ⅱ类水标准,但部分监测断面处溶解氧、氨氮、总磷等超标.     

伪随机流场法在水库基础防渗系统处理渗漏检测中的应用

水库基础防渗系统渗漏危害坝体安全,如不及时处理,将导致严重后果。以某水库混凝土防渗墙及岩溶角砾岩防渗系统处理渗漏检测为例,介绍了伪随机流场法的工作原理和工作方法,采用该方法查清了防渗墙及下伏基岩渗漏点,指导灌浆施工,并对灌浆过程进行了多次连续跟踪检测,实践证明:效果好。     

伪随机流场法在黔中水利枢纽渗漏调查中的应用

伪随机流场法是探测水流场流向和相对流速的一种地球物理方法,通过间接测量入水口产生微弱电流场,利用电流场的变化规律来分析渗漏场的变化规律,达到查找渗漏通道的目的。文章结合贵州省黔中水利枢纽工程实例,介绍伪随机流场法在黔中水利枢纽左岸渗漏调查中的应用情况。     

“流场法”在水库渗漏管涌通道探测中的应用

阐述了“流场法”的基本原理及探测数据的分析方法,通过对朝阳县北地水库大坝渗漏入水口的探测实例分析,认为“流场法”针对水库坝后渗漏出水点,可以查明坝体的渗漏进水区域,可为水库除险加固治理提供可靠依据。