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对宽浅陡槽水流特性及其对下游消能衔接影响进行了试验研究。首先通过对浅层急流边界层的发展、掺气特点的分析探讨,得到了宽浅陡槽水流阻力损失比一般陡槽急流大许多的能量损耗特点及相应流速系数的范围值。分析了不同水流、边界条件下宽浅陡槽水流动量分布的特性,发现宽深比<40而流量较大时,陡槽末端呈“马鞍型”动量横向分布,具有较强的稳定性与抗干扰性;宽深比>40而流量较小时,陡槽末端呈“椭圆型”动量横向分布,这种态势缺乏对外界干扰的遏制能力,稳定性很差。指出,宽浅陡槽末端水流不稳定源于浅层急流断面动量横向分布缺乏强大的两翼控制,形成微小干扰累加递增作用,最终导致末端水跃的不稳与消能不充分,并提出了调整动量分布改善下游衔接水流稳定性的措施。 相似文献
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采用Naot-Rodi代数应力模型(N-R模型),结合非均匀交错网格下的混合有限分析法(HFAM)来计算漫滩水流的三维流动。为了得到稳定的收敛解,作了两点改进:其一为非均匀网格中数值离散的导数项二阶格式的引入;其二为复式断面分块耦合技术的采用。给出了漫滩水流主流速等值线、二次流的断面分布、垂线平均流速的横向分布以及主槽与全断面流量比随相对水深的变化规律。部分结果与实验资料的对比,表明NR模型和HFAM能较好地用于研究漫滩水流流速、流量和水位的关系。 相似文献
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构建了基于双高速摄像机的立体摄影测量与大范围PIV测量系统,实现了对高坝泄洪的水面曲面和流速场的原型观测.摄影测量系统将相机内外参数分开标定,既保证了相机标定精度,又减少了布置标定点的工作量;使用SIFT关键点标识法提取不同照片中水流表面流动纹理的特征点.大范围PIV系统中,使用灰度标准化、背景移除、中值滤波等方法提取水流表面流动纹理作为PIV计算的示踪物,解决了原型观测中释放示踪物的难题.根据重构出的水面曲面形态对大范围PIV所得流场进行尺度换算与水面贴合,得到真实的表面流场.在向家坝消力池运用实例表明,本方法的计算结果合理. 相似文献
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河道中冰盖显著改变了水流流动结构.采用k-ε紊流模型建立了冰盖下水流流动垂向二维数值模型;根据量纲分析理论提出了流速分布规律的影响因素;针对各种因素的不同组合进行了数值计算,并对其流动特性如最大流速点位置、冰区及床面区平均流速等进行了分析研究;对冬季封冻河道的二点测流法精度进行了理论分析.研究结果表明,冰盖下水流的纵向流速在流动核心区并不遵循对数分布规律,同时揭示了冰盖底部与河床的相对粗糙比、河床相对粗糙度及雷诺数对流速分布规律的影响. 相似文献
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三峡工程建成后,三峡-葛洲坝之间的河段是宜昌至重庆河段船舶航行最困难的航段之一.建立了该河段的三维水流数值模型,计算三峡不同下泄流量下的三维流场,并根据计算结果与适航条件分析其适航区域.研究结果表明,当下泄流量不大于25 000 m3/s时,两坝间河段基本能满足万吨级船队的通航水流条件;当流量大于此值时,将会出现碍航区域,且随流量的增加,万吨级船队通航水流条件逐渐恶化.若适当提高通航标准,则通航流量可加大到45 000 m3/s. 相似文献
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以云南昭通头寨植被发育斜坡土体为研究对象,结合CT扫描试验与数字图像处理技术实现了其三维大孔隙空间结构模型的重构。然后基于格子Boltzmann方法（LBM）的D3Q19模型,将固体土骨架视为渗流场边界,并设置反弹格式的边界条件模拟土骨架与水分间的相互作用,从细观角度研究了水在植被发育斜坡土体大孔隙中的渗流特性。研究结果表明：土体渗流过程中,在大孔隙纵向连通的通道内形成了优先流,且通道中的流速远超其他部位;而在封闭或者连通性差的大孔隙中导水率极小,流速几乎为0。土体中大孔隙通道内的流速由孔壁至通道中心逐渐增大,且流速与至通道中心的距离近似呈二次抛物线的分布特征。沿深度方向土体切片大孔隙率大的截面平均渗流流速Uz也较大,从整体变化趋势来看,截面大孔隙率与平均渗流流速有相似的变化规律,这充分说明植被发育斜坡土体内的大孔隙分布对土壤沿深度方向的渗流特性有重要影响。 相似文献
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以基岩渗流方向与裂隙轴向呈45度角为例，探讨了当裂隙轴向与基岩水流斜交时，裂隙流的非达西程度对流场及溶质运移的影响.使用Comsol Multiphysics多物理场仿真软件构建了一个在中部包含水平单裂隙的正方形多孔介质模型，裂隙中的非达西流用Izbash方程去刻画，裂隙的上游基岩中存在持续的溶质源.随着裂隙水流的非达西程度逐渐增强，流场及污染物分布表现出如下特征:（1）裂隙中水流流速逐渐增大；流线在裂隙与基岩界面处的折射逐渐偏离折射定律；（2）裂隙水流的流向逐渐偏向基岩水流的渗流方向；（3）溶质羽宽度变宽但对称性逐渐降低；（4）溶质在水平方向上的浓度峰值逐渐降低，右侧浓度逐渐升高；（5）裂隙产生的回弥散对溶质运移作用逐渐增强，使裂隙中更多的溶质运移到了上层基岩中.总体而言，裂隙流的非达西程度对流场及污染物分布有着显著的影响. 相似文献
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动校正速度的求取是三维转换波数据处理的重要环节,其精度高低对转换波的叠加成像质量影响很大。理论上转换波的速度求取受包括界面倾角在内的多种因素影响,但实际应用时这些因素往往被忽略。为证明倾角对动校速度的影响程度,依据前人的研究成果,模拟倾斜地层计算了不同倾角条件下二维测线CCP道集、三维全方位CCP道集PS波动校正速度,并对由不同倾角引起的计算精度差异进行了研究。研究结果表明,对于二维转换波CCP道集,界面倾角不同,动校拉平的速度会差别较大,即使如此也总能实现很大倾角范围内的CCP道集的同相叠加,获得较好的成像质量;对于三维全方位CCP道集,当界面倾角超过一定范围,无论怎样进行精细扫描,得到的都只能是适合特定方位的速度,无法得到适合任意方位的动校扫描速度,随着界面倾角的减小,利用速度扫描的办法可以在一定的偏移距范围内将来自不同方位的记录较平,界面倾角越小,可以校平的偏移距越大;另外由于道集内的地震记录依赖视倾角的动校正速度,在反射界面倾斜的情况下,方位不同,动校正速度不同,致使二维反射PS波资料往往比三维反射PS波资料容易叠加成像。 相似文献
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选取高放射核废物处置库重要预选场区甘肃北山地区的花岗岩,制作750 mm（宽）×300 mm（厚）×1 000 mm（高）的稀疏不规则裂隙岩体模型,该模型由18块花岗岩和竖向与斜向各两条裂隙组成,在裂隙及岩石内部埋置温度传感器、水压计、直角应变花,并在模型一侧设置局部热源,研究热源温度和裂隙水流速对岩石温度和应力的影响。结果表明,竖裂隙水主要从顶部进水口流向底部出水口,斜裂隙水主要从侧部进水口流向侧部出水口,竖裂隙与斜裂隙在交汇处存在微小流量交换;由于热源处在两条斜裂隙进水口之间,并且斜裂隙长度小于竖裂隙,岩石热传导与斜裂隙水流对岩石温度分布起控制作用,竖裂隙水流对岩石横向热传导起阻滞作用;由于热传导和水流传热的不规则性,上层岩石形成从左向右为主的传热路径,中层和下层岩石形成从上向下为主的传热路径;由于上、下层岩石温度梯度较小,岩石收缩受热拉应力,而中层岩石温度梯度较大,岩石膨胀受热压应力,大主应力的方向大致垂直于斜裂隙面与竖裂隙面的交线,岩石应力增量随斜平面方向的温度梯度增大而增大;热源温度越高,裂隙水流速越低,岩石温度越高、岩石应力越大,系统达到稳态需要的时间越长。 相似文献
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Xuhui Zheng Jinzhong Sun Leihua Yao Lei Liu Anyang Shao 《Environmental Earth Sciences》2018,77(14):528
This paper presents a three-dimensional oblique incidence method based on stress time-history functions of seismic body waves. This method realizes the three-dimensional oblique incidence of a single body wave phase or superposed multiple phases, which considers the earthquake action in the analysis of the slope seismic response. To implement this method, first, the spatial relationship between slope and incident seismic wave rays is described, and the direction of incident seismic waves is defined with two parameters: the azimuth angle \(\alpha\), which reflects the azimuth of epicenter; and the incident angle \(\theta\), which is a concentrated expression of the hypocentral depth and epicentral distance. Second, at the bottom boundary of the slope numerical model, the vibration starting time of each node excited by an oblique incident seismic wave is calculated. By considering vibration time sequence, the successive disturbance of rock and soil medium at the bottom of the slope is achieved. Then the stress time-history functions of six body wave phases are derived. Numerical simulation results of the x demonstrate the effectiveness, applicability and necessity of the proposed method. 相似文献
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沙丘背风侧气流及其沉积类型与意义 总被引：6，自引：2，他引：6
在腾格里沙漠东南缘对现代沙丘表面气流、沉积过程的野外观测结果表明,由于区域气流、沙丘形态及其相互作用等的不同使沙丘背风坡气流发生变化,在此发现三种背风坡次生气流 :分离流、附体未偏向流和附体偏向流。前者以弱的反向流为特征多发生在横向气流条件下坡度较陡的背风坡;后二者具有相对高的风速,其中附体流多发生在坡度缓和的背风坡,其方向在横向气流条件下保持原来的方向,而在斜向气流作用下发生偏转且其强度为原始风入射角的余弦函数。根据背风坡气流方向及强度,作者阐述了不同区域气流环境中沙丘背风坡沉积过程、层理类型及特征,探讨了交错层产状与区域气流方向之间的关系. 相似文献
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岩体节理在受到应力波扰动时端部受力会发生不同程度的连续性变化,为具体分析这种动态变化与应力波入射角度之间的关系,引用岩石非线性法向本构关系与线性切向本构关系的组合模型以及相应的在P波斜入射节理的应力波传播方程,结合岩石断裂力学中Ⅰ、Ⅱ型裂纹尖端应力和位移场的相关理论,得出组合形式下的节理端部应力场和位移场随质点振速变化的计算公式。通过不同入射角的模拟脉冲信号作用对端部应力位移的变化分析：应力波斜入射节理导致节理端部上、下两侧应力与位移场非对称分布,随着入射波质点振速的增减变化,应力集中位置会出现变化;计算并整理模型中节理端部上、下两侧0.005 m位置的数据,节理法向刚度由入射波质点振速带来的变化直接影响到应力波的透射与反射,进而会导致端部的应力与位移出现滞后效应;节理端部横向位移值与入射角度并非单调变化,而竖向位移会随着入射角的增大呈现下降趋势。 相似文献
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《地下水科学与工程》2019,(4)
The prediction of the probability of cavitation occurrence to prevent serious damages in the spillways is the major concern for hydraulic engineers. In this research,the three-dimensional model of Shahid Madani Dam's spillway was simulated with the Flow 3 D software and by the comparison of numerical model results with the experimental data, the probability of occurrence of the cavitation phenomenon has been investigated. The flow parameters including pressure, velocity, and water depth were calculated for three different flow rates of 495 m~3/s, 705 m~3/s and 2 205 m~3/s respectively.The Renormalization Group(RNG) turbulence model was used to simulate current turbulence. Comparison of simulation results for pressure, velocity and water depth with the results of the experimental model with two statistical indices Root Mean Square Error(RMSE) and Coefficient of Determination(R~2) showed that the numerical simulation results are in good consistency with experimental model. However, simulation results indicated that at any flow rates with a return period of 1 000 years, probable maximum flood and designed flow rates, the cavitation number is not lower than the critical cavitation number. Therefore, it is predicted that the cavitation phenomenon in Shahid Madani Dam's spillway will not happen. 相似文献
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使用常规X射线或CT扫描进行图像处理，研究裂隙结构时，主裂隙不易提取，其特征不明显，不能直接反映主裂隙构造与流体速度关系。运用高清相机拍摄井下煤壁X形真实裂隙进行数字化处理，并运用AutoCAD软件提取裂隙特征，将图片矢量化导入Comsol Mutiphysics仿真模拟软件进行计算，模拟得到瓦斯分布压力场和渗流速度场云图。结果表明:含X形裂隙煤样中，瓦斯自入口开始，渗流压力从左至右递减，裂隙通道内瓦斯压力均匀分布，是一段压力缓冲区；非裂隙区渗流速度场分布不均匀，X形裂隙支流处较汇流处瓦斯渗流更为活跃，瓦斯的流向和裂隙走向的夹角对渗流速度有明显的影响，瓦斯自下边界流入时的最大渗流速度是自左边界流入的29.5倍；裂隙通道内的渗流速度与裂隙的尺度成单调递减对数函数关系，裂缝尺度越大，达西渗流速度越低，当裂隙尺度为0.68~1.23 mm时对渗流速度影响最明显。研究成果可直观地了解煤裂隙内瓦斯渗流特征。 相似文献