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相似文献
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1.
首次将PIV技术应用于测试偏心环空幂律流体紊流螺旋流速度场,设计了一套可调偏心度的垂直环空管道实验装置。实验为不同浓度的聚丙烯酰胺水溶液在偏心度分别为40%和80%的垂直环空管道内做螺旋流动的PIV实验。得到了轴向速度影响规律:压力梯度一定时,黏滞性的减小或内管转速的增加将使轴向速度增大;流量一定时,黏滞性的减小或内管转速的增加都将使宽间隙处紊流核心区的轴向速度减小;偏心度的增大可以使紊流核心区轴向速度减小;当其它条件相同时,轴向速度随着压力梯度或流量的增加而增大。PIV实验结果与PHOENICS数模结果吻合良好。证明了PIV技术对幂律流体偏心环空螺旋流速度场进行测试是可行的、有效的。  相似文献   

2.
波生流对海岸污染物输移的影响   总被引:2,自引:1,他引:2  
通过物理模型实验对海岸波浪作用下污染物运动特性进行了分析,重点分析了质量输移流、沿岸流、沿岸流不稳定运动及破波带内旋涡运动等海岸水动力因素的影响.实验中坡度分别取为1:100和1:40,实验中采用CCD摄像机记录墨水的运动轨迹,同步测量流体质点速度以及波面升高.实验表明,在破碎带外污染物主要受波浪非线性引起的质量输移流的影响;在破碎带内主要受沿岸流的影响,同时还受沿岸流不稳定运动及大尺度旋涡运动的影响.  相似文献   

3.
轴向重力流沉积是一种重要的深水储层,其形成的岩性油气藏也是目前莺歌海盆地重点勘探领域。通过钻井、测井、地震和区域地质等资料的综合研究,分析莺歌海盆地中新统轴向重力流沉积特征和演化规律,探讨轴向重力流岩性油气藏的成藏条件和控制因素。结果表明,中新统储层为重力流沉积成因的厚层细砂岩,主水道和朵叶复合体是重力流沉积有利的沉积微相;中新世海南物源供给充足、断裂坡折带发育以及盆地轴向负向地形是该区形成轴向重力流沉积的宏观地质条件,在中新世各个时期形成了一系列沿盆地轴向分布、具有前积反射结构特征的轴向重力流沉积。研究区中新统轴向重力流储层厚度大、沉积规模广、临近烃源岩、构造脊微裂隙发育、圈闭保存好,具备优越的岩性油气藏成藏条件,是盆地下一步勘探的重要领域。  相似文献   

4.
沙坝海岸沿岸流速度剖面特征研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
王彦  邹志利 《海洋学报》2014,36(11):120-130
通过对两个坡度沙坝地形沿岸流实验测量和基于能量方程的沿岸流数值模拟,研究了沙坝海岸平均沿岸流速度剖面的双峰剖面特征,重点分析了第二个峰值的特征和两峰值的比值。综合考虑入射波高、入射波类型和坡度对波生沿岸流垂直岸线速度剖面的影响。结果表明,平均沿岸流速度剖面出现双峰剖面特征:第一峰值发生在沙坝向岸侧面的中部,第二个峰值发生在靠近岸线处;同一坡度情况两个峰值的位置和比值,不受入射波类型、入射波高的影响。数值模型中包括了侧混、底摩擦和水滚等因素,其数值模拟结果和实验值拟合较好,并讨论了有无侧混和水滚对速度剖面的影响。  相似文献   

5.
通过对台湾海峡西北部莆田海域沿海338个表层沉积物样品中孢粉的分析,探讨其分布规律及影响因素、孢粉源区、传播机制和沉积环境。研究区内孢粉的分布可划分为沿北西—南东方向展布的4个孢粉区,呈现出高值低值交替分布的状态。孢粉丰度变化受水深和沉积物粒度影响较大。各类孢粉分布的控制因素有所不同。松属花粉的分布受到东北季风和海湾地形的综合影响;栎属等热带亚热带花粉则以河流和沿岸流为主要传播动力;蕨类孢子普遍的高丰度可能是由于其本身易于被海流携带传播,以及人类活动的影响导致沿岸地区蕨类植物广布,从而为其提供了丰富来源,沿岸流可能也为蕨类孢子带来了新来源;以禾本科为主的草本花粉由于不易传播,主要来自于沿岸地区的草本植被。河口或环岸带发生的絮凝作用有利于孢粉的沉积。近海带由于水动力条件减弱,孢粉随着悬浮物的沉积而大量沉积下来。  相似文献   

6.
田海平  陈雷  王维  辛立彪 《海洋学报》2021,43(12):92-101
离岸流是近岸流的重要组成部分,当波浪受到特殊海滩地形的影响,会形成一股沿着离岸方向运动的高速水流,能够迅速将人带离海岸,对海滨安全造成威胁。为了深入探究离岸流的形成机理及水动力学特性,本文基于二阶Stokes波浪理论,采用了更为光滑的变截面沙坝模型,通过流体体积法捕捉自由液面,对离岸流进行三维数值模拟探究。本文重点分析了离岸流产生时流场的瞬时速度、时均速度、压强等不同参量的分布规律,结果显示在沙坝和海岸线之间,有一对方向相反的水循环体系;对比不同流层离岸流的速度,了解到波浪与离岸流的耦合作用;并探究了入射波波高对离岸流强度及分布区域的影响,深化了对离岸流水动力学过程的认识。  相似文献   

7.
本文论述了在胶州湾用罗丹明B作示踪剂,模拟可溶性污染物的稀释扩散,采用水中荧光计现场实地检测及取样实验室分析,共进行了五次实验。实验表明:风、浪、潮、流对扩散速度都有一定的影响,发现了罗丹明B染料云团随海流运动的规律。总的说来,污染物在胶州湾的稀释扩散速度较快,也就是说胶州湾的自净能力较强。如果合理地选择排污地点和气象因素,就能充分发挥其自净能力。  相似文献   

8.
以带端部间隙的机翼绕流模拟泵喷推进器导管间隙流动,利用2D-PIV测试系统,选定PVC为示踪粒子,以透明二维机翼模型为研究对象,在小循环水槽中研究了间隙对叶片环量分布的影响。通过同步控制器控制CCD摄像及两激光器出光,有效解决激光器与CCD二者的同步控制与连续采集问题。每个截面均测量获得95幅瞬时速度矢量场,采用平均方法获得了同一截面下的平均速度场。给出了机翼不同截面处的流动情况,分析了机翼环量沿展向分布的规律。  相似文献   

9.
利用嵌套模式通过流速驱动对渤海湾的潮汐潮流进行了高分辨率数值模拟,分析了开边界条件的选取对渤海湾潮致余流模拟的影响。并用定点观测流速资料验证了在渤海湾流速作开边界条件驱动模式的模拟结果。近年来由于围海造田,使渤海湾海岸线向里推进,岸线变的更加平缓。在渤海湾新旧地形下,对渤海湾环流进行了模拟,分析了地形变化对渤海湾环流的影响。结果表明,渤海湾西北角的顺时针流环在新地形下消失,并表现为较强的逆时针流,湾口双环结构依然存在,但南部流环在新地形下由于受到西部强的逆时针流而变弱,流环半径减小。通过分析潮致Lagrange余流场和调查的污染物浓度分布特征发现,渤海湾的污染物分布特征与Lagrange余流有很强的相关性,Lagrange余流结构影响了污染物的分布特征,新旧地形下余流场的改变也导致了污染物浓度场分布特征上的变化。  相似文献   

10.
基于非静压单相流模型NHWAVE建立了高精度数值波浪水槽。通过设计不同的计算工况,系统研究了非淹没刚性植物对海啸作用下海堤周围水动力特性的影响。着重分析了不同入射波高、不同植物分布密度以及不同植物分布宽度条件下海啸波沿程波形特征以及海堤堤顶越浪流空间分布特征。结果表明:不同入射波高、植物分布密度以及植物宽度条件下,堤顶流厚度和水体流速具有明显单调的变化趋势,并且随着植物分布密度和宽度增大,波能衰减增大;随着入射波非线性增强,植物分布密度和分布宽度对堤顶前段水流厚度的影响也随之增强,而对堤顶后段水流厚度的影响则减弱,且堤顶后缘水流厚度约为堤顶前缘厚度的二分之一;在波浪非线性较大情况下,植物的存在对堤顶流速度的空间分布趋势几乎没有影响,但相对堤顶流速度增加程度均大于无植物情况,且堤顶后缘水流速度约为堤顶前缘的1.6倍。  相似文献   

11.
对30 W海流能水平轴水轮机进行叶片设计,应用FLUENT软件对水轮机的水动力性能进行数值模拟,研究了边界效应对叶片表面压力、流场、湍流强度、获能和轴向力的影响。受海底边界效应影响,海流速度沿深度呈现梯度变化,底层流速较小,中上层流速较大。边界效应导致水轮机的水动力性能呈现周期性变化,降低了水轮机的获能和轴向力。机组布置时,宜选择水流稳定且流速较大的中上层区域。  相似文献   

12.
On the basis of the perturbation theory developed previously by the authors for localized hydrodynamic vortices, the influence of a specified jet flow and of the structure of individual vortices on the stability of the Karman street is investigated. It is shown that, for a street of vortices with a power law of decrease in the azimuthal velocity, the jet flow suppresses instability only with respect to perturbations with wavelengths from a certain range determined by the parameters of the flow. At the same time, for streets formed from vortices with a Gaussian profile of the azimuthal velocity, even in the absence of a specified flow, there is a certain region of the street’s parameters in which the street is stable against perturbations of all scales. Thus, for the purposes of modeling quasi-two-dimensional flows in a stratified fluid by a sequence of localized vortices, which is discussed in this study, vortices with a Gaussian profile of the azimuthal velocity turn out to be preferable. The results of this study are consistent with numerous experiments on the structure of a quasi-two-dimensional wake behind a body in a stratified fluid at large Reynolds and Froude numbers.  相似文献   

13.
根据Hamilton变分原理以及Euler-Bernoulli梁理论,推导出两端简支输液直管的自激振动微分方程,与传统的Housner方程相比,该方程增加了管内流体流速时变引起。的耦合力项,因而可用于分析内流流速时变情况下输液管线的动力特性。使用Hermite插值函数和Galerkin法对该微分方程进行离散,得到其有限元形式的表达式。运用该数学模型,通过数值算例,分析了内流流速时变输液直管的动力特性,得出了相应结论。  相似文献   

14.
Predicting the velocity within the ship’s propeller jet is the initial step to investigate the scouring made by the propeller jet. Albertson et al. (1950) suggested the investigation of a submerged jet can be undertaken through observation of the plain water jet from an orifice. The plain water jet investigation of Albertson et al. (1950) was based on the axial momentum theory. This has been the basis of all subsequent work with propeller jets. In reality, the velocity characteristic of a ship’s propeller jet is more complicated than a plain water jet. Fuehrer and Römisch (1977), Blaauw and van de Kaa (1978), Berger et al. (1981), Verhey (1983) and Hamill (1987) have carried out investigations using physical model. Current paper reviews the state-of-art of the equations used to predict the time-averaged axial, tangential and radial components of velocity within the zone of flow establishment and the zone of established flow of a ship’s propeller jet.  相似文献   

15.
This paper presents analytic solutions for the flow field of inviscid fluid induced by uniformly and rigidly moving multiple helical vortex filaments in a cylindrical pipe. The relative coordinate system is set on the moving vortex filaments. The analytical solutions of the flow field are obtained on the assumption that the relative velocity field induced is time-independent and helically symmetrical. If the radius of the cylindrical pipe approaches infinity, these solutions are also available for tmbounded space. The results show that both the absolute velocity field and pressure field are periodical in time, and may reduce to time-independent when the helical vortex filaments are immobile or slip along the filaments themselves. Furthermore, the solution of velocity field is reduced to Okulov‘s formula for the case of a single static vortex filament in a cylindrical pipe. The calculated locations of pressure peak and valley on the pipe wall agree with experimental results.  相似文献   

16.
武军林  魏岗  杜辉  徐峻楠 《海洋科学》2017,41(9):114-122
为进一步探究海洋内孤立波诱导流场对海洋工程结构物以及潜航器的影响,本文采用重力塌陷方法和粒子图像测速(Particle Image velocimetry,PIV)技术在大型分层流水槽中进行内孤立波造波以及内部流速场测量,定量分析了下凹型内孤立波诱导流场结构及其影响因素。研究表明:在密度分层流体中,PIV技术可实现对大幅面内孤立波诱导流场的精细测量以及波动结构特征的准确描述;水平流速在上下层方向相反且在跃层处最小,其剪切作用在波谷附近最强;垂向流动在波前和波后分别为上升和下沉流,两者流速值在距离波谷1/4~1/2波长位置达到最大;在相同内孤立波振幅条件下,上下层流体密度差越大、厚度比越小,则波致流场越强;随着振幅增大,流场结构与Kd V、e Kd V和MCC理论模型对应波幅适用范围的描述相吻合。  相似文献   

17.
为了研究海底滑坡对海洋单桩的冲击力大小,首先通过调整高岭土、粉砂的不同含量,得到不同流变特性、不同密度的碎屑流,采用Herschel-Bulkley模型和幂率模型对流体流变性质进行描述;随后利用自制海底滑坡模型槽,模拟碎屑流在不同流速和黏度下对模型桩的冲击;并结合流体力学理论,建立阻力系数与非牛顿流体雷诺数之间关系表达式。试验数据表明:碎屑流黏度和流速是影响海底滑坡冲击力的主要因素,海底滑坡冲击力随着泥浆黏度和流速的增加而增大。同时,考虑碎屑流剪切稀释特性,得到管桩阻力系数随雷诺数变化的拟合公式,为海洋桩基础设计提供参考。  相似文献   

18.
Laboratory experiments on studying the structure of the turbulent air boundary layer over waves were carried out at the Wind-Wave Channel of the Institute of Applied Physics, Russian Academy of Sciences (IAP RAS), in conditions modeling the near-water boundary layer of the atmosphere under strong and hurricane winds and the equivalent wind velocities from 10 to 48 m/s at the standard height of 10 m. A modified technique of Particle Image Velocimetry (PIV) was used to obtain turbulent pulsation averaged velocity fields of the air flow over the water surface curved by a wave and average profiles of the wind velocity. The measurements showed that the logarithmic part of the velocity profile of the air flow in the channel was observed in the immediate vicinity from the water surface (at a distance of 30 mm) and could be detected only using remote methods (PIV). According to the measured velocity profiles, dependences of aerodynamic drag factors of the water surface on the wind velocity at a height of 10 m were retrieved; they were compared with results of contact measurements carried out earlier on the same setup. It is shown that they agree with an accuracy of up to 20%; at moderate and strong wind velocities the coincidence falls within the experimental accuracy.  相似文献   

19.
This paper reports two specific improvements in the finite-dimensional nonlinear dynamical modeling of marine thrusters. Previously reported four-quadrant models have employed thin airfoil theory considering only axial fluid flow and using sinusoidal lift/drag curves. First, we present a thruster model incorporating the effects of rotational fluid velocity and inertia on thruster response. Second, we report a novel method for experimentally determining nonsinusoidal lift/drag curves. The model parameters are identified using experimental thruster data (force, torque, and fluid velocity). The models are evaluated by comparing experimental performance data with numerical model simulations. The data indicates that thruster models incorporating both reported enhancements provide superior accuracy in both transient and steady-state responses  相似文献   

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