Numerical investigation of drag force on flow through circular array of cylinders

A 2-D model for flow through a circular patch with an array of vertical circular cylinders in a channel is established using the Navier-Stokes equations with a hybrid RANS/LES turbulence model–the Scale Adaptive Simulation (SAS) model. The applicability of the model is first validated by test cases where experimental data are available for comparison with the computed results. It is verified that the present model can predict well the average velocity and turbulence structure. The drag force and drag coefficient are then calculated using the present model for a number of cases with different solid volume fractions, cylinder Reynolds numbers and patch diameters. It is shown that the drag coefficient increases with increasing solid volume fraction, but decreases with increasing Reynolds number. However, the drag coefficient is independent of the diameter of circular batch when the solid volume fraction and Reynolds number are kept constant.     

郝家店水文站宽顶堰测流系数分析

对郝家店水文站宽顶堰流量系数进行了分析,并对宽顶堰流量系数所推求的流量与常规方法推求的流量测验精度作了对比分析评价,从而验证了宽顶堰流量系数采用的合理性。     

水平井开采地下水方案优选的实例研究

为了合理有效地开采地下水,科学地设计地下水开采方案非常关键。在陕西省北部神木县境内的合河水源地选择了廊道、辐射井和渗流井3种水平井开采地下水方式,每种方式设计了多种开采方案,其中廊道有20种方案,辐射井有2种,渗流井有2种。利用Visual MODFLOW软件,以"等效渗透系数"及"渗流-管流耦合模型"为理论基础,对不同方案进行地下水流数值模拟,并分别计算其平水期和枯水期的取水量。考虑枯水期的衰减程度、施工难度、造价及管理的难易程度等多种因素,最终确定"4眼渗流井开采"为最佳方案,其平水期总开采量为35 400m3/d,枯水期总开采量为27 500m3/d。     

水沙动力学适用牛顿流体的基本方程

通过改进蔡树棠两相流基本方程的相间阻力项,建立能够进行二维解析研究的水沙动力学基本方程.该研究给出沙相压力和沙相粘性切应力的学科定义,以及它们的本构关系.对于牛顿流体,当输沙稳定时,挟沙水流的能坡与清水并无差别.沙相压力的二阶导数不为零是泥沙扩散条件,也是凹岸冲、凸岸淤自然现象的力学本质.蔡树棠方程隐含着流体的粘性切应力按运动组成可以分解或叠加的物理性质.正是这个结构性特点,给了解答浑水粘性这个古老的力学难题的方法,使我们能够完整地推导出牛顿流体沙相运动学粘滞系数vs公式;推导并证明了浑水综合粘滞系数μm=εv+ svνs,而不是习惯使用的μm=v+svvs.探讨了影响vs值的一些复杂因素,如颗粒表面束缚水的影响.本文研究能够证明:对分散相应用连续介质原理不仅可行,且是遵从压力传递规律惟一的正确方法.而揭示粘性切应力的结构性,在多相流和流变学领域具有深远的意义.     

开槽预应力闸墩应力集中特性研究

为了较好地分析开槽预应力闸墩槽附近的应力集中问题,采用有限元结构分析软件模拟了某大型水电站在施工期和运行期不同荷载组合作用下的受力情况。通过改变预留槽的位置及大小,分析闸墩的应力分布状况。最后,从弹性力学的角度,应用复变函数法对孔口附近的应力分布情况进行计算,并将变化规律与开槽预应力闸墩的应力集中情况进行了分析对比。研究结果表明,预应力闸墩因开槽而引起应力集中可以被充分利用,不仅可以提高预应力锚索的预压效果,还可以通过改善预压应力的传力路径,使其传到更为有效的部位。     

我国鱼道的建设现状与展望

总结分析了国内外鱼道建设特别是我国2000年以来的鱼道修建、鱼道设计研究(鱼道类型、鱼道位置与水力设计参数三方面)概况,分析显示近年来我国鱼道修建以垂直竖缝式和仿自然鱼道为主,且对应的坝高范围也比较广,鱼道深度基本为2.5～3.0m,流速为0.6～1.2m;剖析了我国鱼道建设存在的主要问题是缺乏正确的鱼道发展认识,鱼道技术与管理制度方面也存在不足;提出了鱼道适应性管理理念,通过监测管理发现问题重新调整鱼道设计、运行及管理方案,以期发挥鱼道的最大效益;展望鱼道发展需要制度保证,完善技术规范,重视基础研究且加强学科间合作,切实落实鱼道适应性管理。     

渠道糙率率定误差分析

本文研究了渠道糙率率定误差与水力测量误差的函数关系。根据水力学原理,提出了计算渠道糙率率定误差的公式,然后计算分析了南水北调中线京石段应急供水工程实测流量、水深误差产生的渠道糙率率定的误差.得到重要结论:(1)微小的水力测量误差可能产生较大的渠道糙率率定误差,现有南水北调中线典型渠道原型观测糙率误差可达11%;(2)糙率的流量误差分量相对值与流量测量误差基本相同;(3)糙率的进出口水深误差分量绝对值非常接近,两者绝对值大小不仅与水深测量误差成正比,而且与渠道长度有关,当渠道过短时,糙率的水深误差分量将成倍增加。     

基于折扣系数法的高拱坝多效应量证据融合评价模型

为解决多源监测信息间可能存在冲突的问题,利用D-S证据理论中的突出关键证据作用、弱化冲突证据影响的折扣系数法,建立了高拱坝多效应量冲突证据融合评价模型,并给出了一个工程实例。该模型可以合理、有效地弱化存在冲突的监测信息对高拱坝安全综合评价的不利影响。     

纤维素纤维对透水混凝土性能影响的研究

通过试验研究了纤维素纤维对透水混凝土基本性能的影响。研究表明掺入UF500纤维素纤维后,透水混凝土的7 d抗压强度、抗拉和抗折强度会显著增大,增幅分别达29.52%、34.72%、14.43%;28d抗拉和抗折强度也会显著增大,增幅分别达16.30%、29.89%,但抗压强度几乎不变;透水系数也有所增加。这说明掺入纤维素纤维在不影响透水混凝土的透水性能的情况下,可以显著改善其力学性能。     

锚杆静压桩群桩效应分析

为促进对桩-土-承台相互作用规律的认识,本文主要运用ABAQUS模拟了锚杆静压桩(方桩)的不同桩长、桩边长、桩间距、桩数以及承台厚度情况下,锚杆静压桩群桩基础的工作性状。桩长的增长和桩数的增加,都会导致群桩效应系数和承台荷载分担比的降低;而随着桩间距增大群桩效应系数和承台荷载分担比增大。这些结论都有助于指导桩基设计,使得桩基设计更符合其实际工作状况。