水流结构

摘要： 在植物群落之中,因为挺水植物与水流之间的关系最为密切,且缓流和净水效果最为突出,常常作为湿地植被修复的首选材料。本文选择芦苇作为研究区优势挺水植物物种,基于室内水工试验确定了不同植株密度的缓流效果。结果表明:① 对于不同植株密度条件下的沿程水位变化,由于存在植被阻力的影响使得群落段前的水位雍高,而在进入植株群落时,由于植株阻力面积的减小使得水位逐渐降低;② 观测不同植被植株密度下各个横纵断面流速分布发现,当植株密度为108株/m2时的植株缓流效果最好;③ 比较不同植被植株密度下各个测点垂向流速分布,发现不同植株密度下各个测点的垂向流速规律相似。研究结果为湿地修复中的植物群落构建提供数据支撑。

摘要： 为明确船闸下游口门区水流结构特征并实现口门区通航水流条件定量预测,以船闸下游口门区概化模型为基础,采用数值模拟方法,开展了船闸下游口门区通航水流条件计算,研究了口门区水流结构特征和通航水流条件分布规律,并对来流流速、入流角、口门区几何参数等因素进行敏感性分析,提出了船闸下游口门区流速极值预测公式。结果表明:船闸下游口门区水流结构呈平面二维形态,经实际工程物理模型实测数据验证,回归分析得到的口门区流速极值预测公式的可靠性较好,为类似工程船闸下游口门区通航水流条件研究提供了一种方便快捷的预测方法。

摘要： 黄河源黑河下游于2018年7月汛期发生1次颈口裁弯的极端地貌过程,裁弯河段的水流结构发生强烈调整,开展原型观测裁弯后河道水流结构具有重要科学意义。2019年和2020年采用声学多普勒流速剖面仪对裁弯河段共计45个横断面进行野外测量,对比分析裁弯后河道三维水流结构与环流强度。结果表明:受河道形态、边界条件、水文条件等因素影响,裁弯口上游顺直河段的水流结构受颈口裁弯的影响较小,而弯道段水流结构于裁弯后明显调整。具体表现为颈口裁弯对顺直河段的流速、环流强度空间分布无较大影响,会改变弯顶段最大流速的横向分布和环流结构的断面分布、影响分离区的规模和分布位置。研究结果加深了颈口裁弯后水流结构调整对牛轭湖淤积、分离区河床冲淤以及新河道冲刷影响的认识。

摘要： 在掺气减蚀研究中,气体的迁移扩散对减蚀效果有重要影响。为研究水平向涡流水流中的气体迁移扩散特性,建立了水平向涡流模型,通过物理模型试验及数值模拟对水平向涡流掺气水流进行分析。结果表明:数值模拟计算能较为全面地提供三维流动的流场分布情况;水流结构可划分为附壁流动区、水平向涡流区、壅水回流区以及表面旋滚区;气体卷吸的部位是水面各水流结构区交汇处,水平向涡流区、壅水回流区、表面旋滚区掺气浓度随来流量及堰上水头升高而增加,附壁流动区掺气浓度随来流量及堰上水头升高而减小;附壁流动区、表面旋滚区、水平向涡流区掺气浓度沿程先增大后减小,壅水回流区沿程掺气浓度先减小后增大。研究成果可为泄水建筑物或消能工预防空化空蚀现象的发生提供参考。

摘要： 由于枢纽船闸引航道口门区特殊的水流结构,口门区泥沙淤积问题是影响河流船闸正常运行的一个重要问题。针对枢纽船闸引航道口门区三维水流的结构特点,开发了可高效高精度模拟该区域水流结构的完全三维非静压数学模型,对其水流结构特征进行了分析和研究,从消除回流和归顺口门区航行水流的角度,提出了可有效减缓引航道口门区泥沙淤积问题的工程措施,为枢纽通航运能提升和船舶安全高效运营提供技术支撑。

摘要： 为提升区域引排能力,因河道断面变化需对现有跨河桥梁进行拆建。部分文物桥梁应文保单位要求,需进行原址保护。文章以老桃花港河道整治工程中文物桥梁为例,采用数值模拟的方法计算复核了文物桥原址保护对区域引排河道的影响。研究发现,采用纺锤形桥墩基座对水流结构的优化更有利,并进一步对桥墩基座的上下游衔接坡比进行对比研究,选择水流流态较好、工程投资较少的设计方案,并对类似工程的设计提供了指导性的建议。

摘要： 天然河道中坝田滞水区的低速环流特点能够促进泥沙淤积,延长营养盐滞留时间,为水生植物提供良好的生长环境.关于滞水区水动力学的研究已有诸多成果,然而植被影响下的滞水区流场分析却鲜有报道.本文采用模型试验研究了挺水植被作用下滞水区水流结构与泥沙落淤问题,其中,在清水条件下采用粒子图像测速法(PIV)测量了流场结构,在浑水条件下采用拍照、称重以及粒度分析等手段调查了淤沙现象.试验结果表明:植被群落可以削弱滞水区环流速度,并造成环流模式发生变化,即从无植被条件下的双环流结构调整为有植被条件下的单环流结构;另外,植被会抑制混合层拟序涡的发展,导致涡体尺寸明显减小.由于丁坝群的连续挑流作用,主渠泥沙主要以细颗粒悬移质形式进入滞水区,包括两种途径,一种是跟随环流结构进入空腔,另一种是跟随交界面紊动涡体扩散到空腔.由于泥沙运动受制于水动力特性,无植被与有植被两类工况下,水流结构的不同会导致滞水区淤沙结果存在一定区别,即同等历时内,无植被滞水区的淤沙颗粒粗,落淤质量大,淤积物主要集中在主环流区域;在植被化工况中,植被群落的约束作用会降低Kelvin–Helmholtz剪切层摆动强度以及抑制空腔–主渠之间的水体交换过程,导致滞水区泥沙颗粒细,淤沙少,淤积物几乎均匀地分布在整个滞水区.这些差异在上游滞水区(即水力特性沿程发展的过渡阶段)体现尤为明显.

摘要： 流域骨干引排工程实施过程中常遇到一些无法迁移的重要穿河管线,河道浚深无法达到设计高程,为满足设计断面过流能力的需求,一般采用"以宽代深"模式.该模式下局部断面的突变会对水流结构产生不利影响,从而影响工程的运行与安全.文章通过数值模拟计算的方法,以新孟河"西气东输"段过河管道为例,研究了"以宽代深"模式下的水流结构,比较了不同过水断面间衔接段长度的变化对水流结构的影响.研究结果表明:合适的衔接段长度可以调顺水流结构,并显著减少征地拆迁面积,节约工程投资.

摘要： 天然河道中坝田滞水区的低速环流特点能够促进泥沙淤积,延长营养盐滞留时间,为水生植物提供良好的生长环境。关于滞水区水动力学的研究已有诸多成果,然而植被影响下的滞水区流场分析却鲜有报道。本文采用模型试验研究了挺水植被作用下滞水区水流结构与泥沙落淤问题,其中,在清水条件下采用粒子图像测速法(PIV)测量了流场结构,在浑水条件下采用拍照、称重以及粒度分析等手段调查了淤沙现象。试验结果表明:植被群落可以削弱滞水区环流速度,并造成环流模式发生变化,即从无植被条件下的双环流结构调整为有植被条件下的单环流结构;另外,植被会抑制混合层拟序涡的发展,导致涡体尺寸明显减小。由于丁坝群的连续挑流作用,主渠泥沙主要以细颗粒悬移质形式进入滞水区,包括两种途径,一种是跟随环流结构进入空腔,另一种是跟随交界面紊动涡体扩散到空腔。由于泥沙运动受制于水动力特性,无植被与有植被两类工况下,水流结构的不同会导致滞水区淤沙结果存在一定区别,即同等历时内,无植被滞水区的淤沙颗粒粗,落淤质量大,淤积物主要集中在主环流区域;在植被化工况中,植被群落的约束作用会降低Kelvin-Helmholtz剪切层摆动强度以及抑制空腔-主渠之间的水体交换过程,导致滞水区泥沙颗粒细,淤沙少,淤积物几乎均匀地分布在整个滞水区。这些差异在上游滞水区(即水力特性沿程发展的过渡阶段)体现尤为明显。

摘要： 随着城市产业布局和空间规划的调整,部分航道需调整原有线路,形成水流条件较为复杂的三叉河口改线段.以锡澄运河为例,采用数值模拟的方法计算复核了河道引排时对黄昌河三叉河口航道改线段的影响,并结合水流结构确定通过航道改线段时的最优航行路径.

摘要： 采用PIV流速测量技术,在水槽中试验研究了降低式阶梯丁坝群不同间距时丁坝附近的水流结构变化情况.研究结果表明:回流区长度由上至下逐渐减小,主流区特征线最大流速点逐渐向丁坝对岸侧移动;随着间距的减小,阶梯丁坝群紊动强度不断减弱,高紊动强度带逐渐变窄,第二座丁坝坝后回流区长度逐渐增加,第三座丁坝坝后回流区长度逐渐减小,而第一座丁坝当间距减小到一定距离时,坝后回流区长度与坝间距相等.研究结果对于进一步理解丁坝群的水流结构及实际河道工程设计具有理论上的指导意义.

摘要： 采用物理模型试验,将有限流动水域中浮体结构对下游水流结构产生的影响进行了研究.对浮体结构在不同位置以及不同来流条件下的下游水流结构特征断面的流速分布、流速不均匀系数以及回流区长度进行了分析.浮体结构位置的变化会影响流速分布及流速不均匀系数,来流条件的改变同样会对两者产生影响,且其影响随着来流流量的增大而增大;回流区长度的变化受浮体结构位置以及来流流量影响都较为明显,且流量较大时,回流区长度反而减小.当浮体结构应用于实际水利工程时,应关注由于浮体结构位置及来流流量变化引起的水流流动结构改变问题.本文可为浮体结构在动水中运行,其下游水流结构变化规律以及浮体结构稳定性设计提供参考依据.

摘要： 丁坝水毁现象普遍存在,为了保证坝整治功能必须要对其进行维护,但在维护的过程中丁坝结构型式发生了改变.为了弄清不同型式丁坝周围的水流结构,本文通过概化水槽模型试验,对比分析了梯形断面圆弧直头、梯形断面圆弧勾头、梯形断面扇形直头、梯形断面扇形勾头、圆弧断面圆弧直头五种结构型式丁坝周围水面线和流速变化特点.结果表明:直头丁坝对水面线影响较大,圆弧断面丁坝对水面线影响较小;阻流区和收缩段流速由大到小依次为梯形断面扇形直头坝、梯形断面圆弧直头坝、圆弧断面圆弧直头坝、梯形断面扇形勾头和梯形断面圆弧勾头;横断面正向垂向流速分布由大到小依次为为梯形断面扇形勾头、梯形断面圆弧形直头、圆弧断面圆弧形直头、梯形断面圆弧形勾头.

摘要： 主槽边坡角的存在改变了复式明渠滩地与主槽间的动量交换,进而对复式明渠的水流结构产生影响.基于流体计算软件FLUENT,采用雷诺应力模型(RSM)对不同主槽边坡角(30°、45°、60°和90°)的梯形复式明渠水流进行模拟.结果表明:(1)滩槽交界处二次流的形态取决于主槽边坡角的大小,当主槽边坡角增大时,主槽涡的水平范围逐渐减小,但二次流的强度逐渐增大,其形态也更加清晰.(2)在同一相对水深条件下,交界处主流速等值线凸起的程度随着主槽边坡角度的增大而逐渐增大.

摘要： 船闸常与其他过流建筑物结合布置,过流建筑物运行时常对船舶安全通航造成影响.船闸引航道表层横向流速是判断船闸引航道通航条件的重要指标之一,其他过流建筑物下泄流量的大小与枢纽布置直接影响表层横向流速的变化.本文通过数值模拟计算的方法,研究了七浦塘江边枢纽工程在原导墙形式下各种工况下水流流场结构,比较了增加直长导墙和弧形短导墙两种不同的优化方式对表层横向流速的影响.研究结果表明:在泄流区和引航道之间增加导墙长度有利于减小表层最大流速;弧形短导墙方案在满足同样横向流速限值情况下,可显著减少导墙长度,节约投资.

摘要： 本文从含植物河道的水流阻力特性及水流结构两方面,总结了国内外对生态型河道水动力特性的研究进展,并对该领域的未来研究方向提出了展望.

摘要： 丁坝是一种常用的整治和防护水工建筑物,而丁坝自身面临失稳、水毁等问题,也需要适当防护.早期关于丁坝的研究成果多集中在非淹没丁坝,近年来淹没丁坝的研究成果有所增多.本文在大量收集国内外文献资料的基础上,对淹没丁坝的研究从丁坝附近水流结构特征及试验观测、局部冲刷坑形态观测、冲刷深度的计算、动水压力特性试验、水流数值模拟等方面进行了归纳整理,总结已有的研究成果及其存在的不足,为后续研究指明方向.

摘要： 水流结构是水力学及河流动力学研究的核心内容，模型试验是开展水流研究的重要手段，而流场测量技术是获取水流结构数据的基础，在河工模型试验中,PTV流场测量方法得到了广泛的应用.介绍了一种基于工业智能相机的新型PTV测量方法,该方法将图像处理算法嵌入摄像机前端,由智能相机完成图像采集及处理,提取出各帧图像中粒子坐标数据,通过无线传输至计算机系统进行PTV计算,可显著提高大范围流场测量性能.

摘要： 通过多组次水槽试验,应用旋杯式(HR-2型)流速仪等仪器设备,研究入汇角为90°时不同槽底地形和汇流比条件下交汇区下游断面水流结构特征及水流动力轴线变化.研究结果表明,交汇河段水流存在极其复杂的水力现象,水面紊动强度大小、水流结构变化等均受来水条件和河床地形的影响.

摘要： 阶梯消能工的发展历史悠久，它正以其显著的优势效力于各种水利工程中。国内外学者结合其在各实际工程的具体应用效果，通过各种方式(理论分析、模型试验、数值模拟)探寻其水流结构中各水力学指标的分布规律，旨在为实际工程应用提供有效的水力设计参考标准。阶梯消能工的适应性主要包括:在大流量、高水头前提下，阶梯水流的流态、掺气程度、消能率和抗空蚀性能等。为了提高阶梯消能工的抗空蚀性能以及消能率，阶梯消能工的种类由原来的单一传统型逐渐演化出了许多新形式。依据阶梯水流沿程分布的特征点，义可以将阶梯水流可依次划分为:清水段、非均匀掺气段和准均匀段，在不同流段上水流的水力学指标分布规律不同。本文结合截至日前己有的研究成果对上述内容进行综述。结合近年来国内外学者关于阶梯消能工的诸多研究成果从阶梯结构形式、流态、水流结构和各流段的水力特性对阶梯消能工的研究现状进行了综述,旨在希望进一步扩大阶梯消能工在实际工程应用中的适应性,并为工程应用提供参考.

摘要： 本发明涉及一种水流量调节结构及应用该结构的装置，其中水流量调节结构包括进水座，所述进水座具有腔室，所述进水座上设有均与腔室相流体连通的进水孔和出水孔；过水管，设于进水座的腔室中，所述过水管的第一端的周缘位于出水孔的周缘处，所述过水管的周壁上开设有将进水孔和出水孔相流体连通的过水孔，所述过水孔沿过水管的轴向延伸；筒体，开口朝向过水管的第二端，所述筒体罩设在过水管上并能沿过水管的轴向往复移动，所述筒体能将过水孔的局部遮蔽；弹性件，作用于筒体上，使筒体始终保持向远离过水管的方向移动的趋势，通过设置具有一定长度的过水孔，使得流量调节的范围大，适用的水压调节范围同样较大。

摘要： 本发明涉及水利水电工程领域，尤其是一种可以灵活根据所需补气量进行调整，且便于设计人员便捷高效的进行泄水洞补气结构设计以及施工的高速水流明流泄水洞补气结构建造方法及补气结构，包括以下步骤：a、首先，确定明流泄水洞的结构，依据明流泄水洞的结构确定水流流速变化以及补气需气量大的部位；b、自明流泄水洞中的地下工作闸室开始，依次分段设置共计n个泄洪洞补气洞；c、依据上述步骤得到的各个泄洪洞补气洞断面面积，确定泄洪洞补气洞端面施工面积大小；d、按照确定的明流泄水洞以及泄洪洞补气洞的位置以及尺寸进行施工并最终完成高速水流明流泄水洞补气结构。本发明尤其适用于各种高速水流明流泄水洞补气结构的设计施工之中。

摘要： 本实用新型是双通道水流计量管道结构及使用该结构的水流监测装置，其包括具有主通道和支通道的管道，所述主通道直接贯通进水口和出水口，支通道贯通进水口和主通道，在进水口和主通道之间设有单向阀，单向阀打开和关闭状态时，水流均能准确无误的触发水流计量装置工作；水流计量装置连接有磁电感应装置，在主通道上设置有电动阀，所述的磁电感应装置和电动阀上均连接有控制模块。本实用新型采用了双通道设计的管道结构，及时判断管道是否存在漏水，能够第一时间的去避免不必要的损失及灾难的出现。

摘要： 本实用新型公开了一种水流传感器中的水流转子的一种固定结构，包括水流传感器和封盖，所述水流传感器的外表面设置有水流传感器外壳，所述水流传感器的一端设置有进水口，所述水流传感器的另一端设置有出水口，所述水流传感器的中间位置设置有霍尔元件室，所述霍尔元件室的外侧设置有卡扣，所述水流传感器外壳的外侧设置有固定孔挡板；通过在水流转子磁环处设置有固定槽，可以使得不锈钢内卡圈卡入固定槽中进行固定，在进行转子的维修时，只需用卡钳夹住不锈钢内卡圈就可取出水流转子磁环清理内部的杂物，方便了工作人员的维修，通过把霍尔元件室设置为卡扣和凹槽的连接方式，可以使得工作人员检修霍尔元件时的拆卸和安装更加的方便。

摘要： 本实用新型涉及一种环形渐缩式吸水流道结构及采用该结构的离心泵，环形渐缩式吸水流道结构包括泵壳，所述泵壳具有泵轴安装孔和吸水流道，所述吸水流道包括沿流体流动方向连通的吸入流道和环形过渡流道，所述环形过渡流道环设于所述泵轴安装孔的周向；所述环形过渡流道包括自与吸入流道的连通处开始沿所述泵轴安装孔的周向反向延伸的两条支流道且所述两条支流道均呈渐缩流道形式；所述泵壳在所述两条支流道的渐缩的末端具有隔断以使环形过渡流道为非完整的环形。本实用新型有效降低水泵工作时的振动，使水泵工作时更稳定；流体在吸水流道流速均匀，流量稳定，速度突变损失小，并能有效防止流体来量不足时抽空造成离心泵汽蚀破坏的问题。

摘要： 真实水流视频的水流结构图自动生成方法，属于视频处理技术和计算机视觉方法领域，该生成方法包含如下步骤：a.输入含水流视频的图；b.对光流的初步估算；c.水流区域和背景区域的分割；d.视频的去视角变换；e.判别视角变换和水流区域是否收敛；若否，返回到步骤b，若是，向下进入步骤f，f.视角固定的全景视频的生成；g.用迭代插值算法，对光流进行优化；h.水流结构线条提取，最终获得水流结构图。本方法克服了传统方法中的粗糙与不精确的缺陷，所生成的水流结构线条真实反应该视频各个位置的水流方向和大小，具有水流视频的风格化。

摘要： 真实水流视频的水流结构图自动生成方法，属于视频处理技术和计算机视觉方法领域，该生成方法包含如下步骤：a.输入含水流视频的图；b.对光流的初步估算；c.水流区域和背景区域的分割；d.视频的去视角变换；e.判别视角变换和水流区域是否收敛；若否，返回到步骤b，若是，向下进入步骤f，f.视角固定的全景视频的生成；g.用迭代插值算法，对光流进行优化；h.水流结构线条提取，最终获得水流结构图。本方法克服了传统方法中的粗糙与不精确的缺陷，所生成的水流结构线条真实反应该视频各个位置的水流方向和大小，具有水流视频的风格化。

摘要： 本实用新型提供了一种用于污水处理的VFL垂直流迷宫水流结构及包含该结构的装置和包含该装置的系统，VFL垂直流迷宫水流结构是一种折弯流道水流结构，包括位于污水处理池内的导流壁结构，导流壁结构的下端与污水处理池底部固定连接。导流壁结构对污水处理池分割形成依次连接的厌氧区、缺氧区、好氧区，且厌氧区前端至好氧区前端之间设有导流通道。导流通道内设有污水导流结构，污水导流结构包括多个间隔设置的第一导流板及第二导流板，第一导流板及第二导流板将导流通道分割成多个依次连通的多格区域。第一导流板的下部设有下部穿越通道。第二导流板的下端与污水处理池底部固定连接，且第二导流板上设有污水的上部翻越通道。水流结构具有成本低、结构简单、使用方便、无机电设备、维护检修方便的优点。

摘要： 本实用新型提供了一种用于污水处理的VFL垂直流迷宫水流结构及包含该结构的装置和包含该装置的系统，VFL垂直流迷宫水流结构是一种折弯流道水流结构，包括位于污水处理池内的导流壁结构，导流壁结构的下端与污水处理池底部固定连接。导流壁结构对污水处理池分割形成依次连接的厌氧区、缺氧区、好氧区，且厌氧区前端至好氧区前端之间设有导流通道。导流通道内设有污水导流结构，污水导流结构包括多个间隔设置的第一导流板及第二导流板，第一导流板及第二导流板将导流通道分割成多个依次连通的多格区域，且第一导流板的下部设有污水的下部穿越通道。水流结构具有成本低、结构简单、使用方便、无机电设备、维护检修方便的优点。

摘要： 本实用新型提供了一种用于污水处理的VFL垂直流迷宫水流结构及包含该结构的装置和包含该装置的系统，VFL垂直流迷宫水流结构是一种折弯流道水流结构，包括位于污水处理池内的导流壁结构，导流壁结构与池底形成导流通道，导流通道内设有污水导流结构，污水导流结构包括多个间隔设置的第一导流板及第二导流板,第一导流板及第二导流板将所述导流通道分割成多个依次连通的多格区域。第一导流板的下部设有污水的下部穿越通道；第二导流板下端与污水处理池底部固定连接，且第二导流板上设有污水流过的上部翻越通道；在导流通道内且沿导流通道的前端至末端方向，相邻第二导流板的上部翻越通道的水平高度依次降低。水流结构具有成本低、结构简单、使用方便、无机电设备、维护检修方便的优点。