风暴浪导致的黄河口水下土体破坏试验研究

本文试验利用取自黄河水下三角洲的样品 ,重塑后铺设水槽底床进行水槽试验 ,并利用原状土进行动三轴试验 ,2种试验均测定土体内的孔隙水压力。根据各种情况下孔隙水压力的变化记录 ,表明土体破坏同时其孔隙水压力产生骤变。将本文试验结果与在黄河水下三角洲不稳定区的原位沉积动力学试验孔隙水压力测试结果对照 ,说明黄河三角洲水下斜坡某些土体的破坏 ,未出现波浪循环荷载作用下孔隙水压力积累升高所导致的土体液化破坏 ,而是风暴浪对海底的强切应力作用致使土体产生剪切破坏     

黄河水下三角洲沉积物在循环荷载作用下土体中孔压变化实验研究

利用室内周期循环加载试验 ,对黄河水下三角洲土体中孔隙水压力的变化加以测定 ,通过对波浪水槽试验和动三轴试验 2种方案所获数据分析认为黄河水下三角洲土体 (粉土、粘质粉土、粉质粘土 )存在一破坏的循环极限荷载。在小于此极限循环荷载作用情况下 ,土体中孔隙水压力总体呈现下降趋势 ,没有积累升高的过程 ,不同于砂土在循环荷载作用下孔隙水压力升高导致液化的情况。这一现象对判别黄河水下三角洲土体破坏机制的研究有重要意义。     

潍坊流速仪检定水槽升级技术改造

介绍了如何将一个设备简陋、技术性能较差、仅允许用于仪器维护部门的三级水槽,成功地改造成国家一级水槽的经验。介绍了潍坊水槽槽体、轨道改造方案及关键技术,重点阐述了流速仪检定车的设计和创新,对车速的准确度和重复性进行了计算分析,并与国内同类水槽的技术性能进行了对比分析。     

楔形体在波浪中自由入水的数值模拟

物体入水时波浪的影响不可忽略,基于流体力学模型采用VOF法,并利用自定义函数,模拟了楔形体的自由入水过程;同时结合推波板原理及海绵层消波理论实现了数值水槽的造消波,完成了波浪中楔形体自由入水的模拟,计算了楔形体入水时所受的水作用力、自由液面变化及物面压强分布等,研究了不同波高、周期以及在波浪不同位置入水时对楔形体的影响。结果表明:本文建立的数值模型可很好地模拟楔形体入水造成的射流及空泡的形成发展过程,波浪对楔形体入水的影响主要由波浪内部流场变化及表面波形决定,在波浪不同位置处入水对楔形体受力及入水形态均有较大影响。     

模拟海浪及海浪对建筑物作用的试验设备简介

为保护海岸及开发海洋资源,为使我们的研究工作建立在先进设备基础上,我们在引进港池不规则造波机以后,又引进一套水槽不规则造波机。现简单介绍如下。水槽波浪水槽长62米,高1.8米,宽1.8米。水槽中安有可拆除的隔墙,可使1.8米水槽分成二条或三条窄槽使用。槽中偏尾部设有深1.0米1.5米见方的深坑,可作为同时考虑建筑物基础实验之用。为进一步完善各项设备,正反向水流及起吊车等正在设计中。造波系统从丹麦引进的不规则造波机系统,结构简单,操作方便。主要可分四个部分:即液压动力系统部分,伺服及造波系统部分,信号发生器部分,计算机控制及数据采集部分。     

定桨垂直轴潮流能水轮机水动力模型试验研究

针对垂直轴潮流能水轮机的水动力性能,文中采用模型试验的方法,以定桨垂直轴潮流能水轮机为研究对象,在循环水槽中进行室内定型测试研究。试验的主要目的是建立垂直轴水轮机试验测试平台,确定垂直轴水轮机水动力性能和载荷试验测试方法。利用滤波等方法对实验结果进行数值处理,研究轮辐和夹具、来流速度和密实度(叶片弦长大小)对水轮机水动力特性和载荷特性的影响。通过本次试验,揭示其水动力与载荷的变化规律。研究结果可为今后潮流电站设计、安装提供依据以及为CFD有效性验证提供试验数据。     

基于紊流随机理论的航槽三维流动数学模型

根据窦国仁的紊流随机理论，建立了一种模拟河口海岸水域中航槽三维流动的数学模型。采用控制体积法导出三维偏微分方程的离散格式；将水压力分解为动水压力和静水压力，用Patankar和Spalding提出的压力校正法求解动水压力，通过求解水位控制方程来得到自由表面；紊流模型采用安国仁提出的紊流随机理论，克服了k—ε模型中采用各向同性紊动粘滞系数的不足，而k—ε模型可作为紊流随机理论的一个特例。该模型计算了各种不同挖深比，各种航槽与水流交角的航槽流速分布，利用该模型计算得到的挖槽中的流速分布与水槽及水池试验资料相吻合。利用该模型可为开敞水域中开挖航槽的选择提供依据。     

基于物理造波和主动消波的黏性数值波浪水槽开发

基于推板造波理论和摇板造波理论,在Open FOAM平台上采用重叠网格技术建立黏性数值波浪水槽,并使用一种结合SIMPLE算法和PISO算法的PIMPLE算法对数值模型进行求解。利用开发的数值模型通过数值收敛性测试和网格独立性测试分别重点研究了时间步长、库朗数和网格尺寸对数值精度和计算效率的影响。并对比研究了此数值模型分别嵌入层流模型和湍流模型的计算精度和计算效率。实现的规则波和二阶有限振幅波与理论结果和试验结果吻合,验证了此黏性数值波浪水槽的造波和主动消波功能。基于二维数值波浪水槽,进一步研究了三维数值造波,数值计算结果与理论结果吻合良好。研究结果不仅验证了重叠网格在二维和三维两相流体域中求解运动物体与流场交互的可靠性和正确性,而且为使用此黏性数值波浪水槽解决更复杂的海洋工程问题提供了依据。     

长江口动水絮凝沉降与拦门沙淤积的关系

根据１９８２年４月－１９８３年３月长江口南槽３个站位全年逐月大湖的水化学成分、悬沙粒度与粘土矿物资料，１９８４－１９９２年在环形水槽中获得的近百个组次的动水絮凝沉降试验研究资料，以及长江口细颗粒泥沙、浮泥与底质研究成果，对拦门沙形成过程及其机理进行综合研究。     

不同湍流模型在波浪水槽数值模拟中的 应用与比较

为了研究不同湍流模型在建立数值水槽中的适用性,选用计算流体力学软件,采用S-A、标准的k-着及RNG k-着 等8种不同的湍流模型对水槽中的波浪进行了数值模拟,通过对比得到：RNG k-着模型不仅具有较高的精度,而且又节省计 算资源,较其它模型更具优势。     

水(港)池浪高仪比测会议简讯

由七○二究所、七○八研究所、南京水科院等六个单位共同发起的水(港)池浪高仪比测会议,于1984年6月21～28日在南京水科院河港研究所举行。参加这次会议的有来自造船系统、水电系统、交通系统、海洋工程系统和林产水产系统等有关单位的近70名代表。会议分两个阶段进行,6月21日～24日进行了浪高仪比测试验,6月25～28日进行了技术交流和比测总结。浪高仪是船模试验水池和港工试验水池和水槽中最常用的测试仪器,用来测量波浪的幅度和相位的变化,要求它测量准确,使用方便,性能稳定。我国研制浪高仪已有近30年的历史,最初,仅有电阻式浪高仪     

声相关三维测速技术研究获新进度

声相关三维测速技术可用于船舶和潜水器准确测量相对于静止物体的运行速度。由726研究所研制的声相关三维测速技术应用项目,日前在松花湖试验成功。该技术系利用声波在水下传播特性,通过电声转换及先进的信号处理,完成船舶对海底的绝对速度测量。试验结果     

可抛弃式水动力监测微型浮标设计

本文设计了一种新型基于窄带物联网LoRa通信机制、自组无线网的可抛弃式微型浮标,能解决目前浮标存在的通信传输不稳定、采集精度低、体积大、成本高等普遍性问题。该浮标可大量放置,不回收,随海流漂移,可按设定周期向云端服务器发送海流位置、流速和浪高等参数。文中首先介绍了带减摇鳍和舵叶的微型浮标的结构设计和通信网络设计,然后通过ANSYS Workbench对微型浮标优化前后的结构进行流固耦合仿真;最后对浮标进行了水槽试验,通过流固耦合仿真和水槽试验证明带减摇鳍和舵叶的微型浮标稳定性强,能较好地反映水动力学参数,对监测海洋表层流水动力参数有一定应用价值。     

细颗粒泥沙动水絮凝的机理分析

本文首先阐述由环形水槽试验所得出的细颗粒泥沙动水絮凝的若干规律。然后进行絮凝体形成和破碎的机理分析。从而得出产生动水絮凝的充分、必要条件:一是泥沙和电介质的物理、化学性质;二是絮凝体的抗剪能力大于所受到的剪切力,由此引出动水絮凝临界流速的概念。     

波浪作用下液化粉土流动特性拖球试验研究

粉质土大量存在于黄河水下三角洲地区,粉土液化过程中具有类似流体的性质,可以把液化过程中的粉土视为黏性流体进行研究。基于流体力学中Stokes黏滞阻力原理,在波浪水槽试验基础上,设计了一套测量液化过程中粉土流变特性的拖球装置,并对其实用性进行验证。在铺设有粉土底床的波浪水槽中埋入可以水平滑动的小球,通过拖动小球在粉土中水平运动,测量小球所受阻力值的大小,用以计算液化粉土表观动力黏度。充分考虑试验中波浪要素、超孔压比等因素的影响。结果表明,该装置能够满足试验要求;波浪循环荷载作用下,观察到了孔压的累积至液化的过程;波浪参数对结果有较大影响,其中波高越大,表观黏度值越小;同一波高情况下,表观黏度随时间缓慢增加;随着超孔压比的升高,波浪作用下粉土表观黏度值逐渐减小。     

电连接模拟法十年腐蚀试验研究

在开发海洋所需要的设施中，例如海上采油平台，海上输油码头，海底管线，海上观察测量仪器，海上运输船舶等大都使用钢材来制造。但是由于海水是一种强电介质溶液，使得钢材在海洋环境中遭受着严重腐蚀，这直接影响着海上设施的使用寿命。为了研究钢铁本身的耐腐蚀性能，腐蚀试验方法越来越被腐蚀工作者所重视。即用什么样的腐蚀试验方法来比较、评定所研制钢种的耐腐蚀性能是一项重要工作。室内的电化学测试及加速腐蚀试验等方法为海洋用钢的研制起到了积极作用，它可以较快地对钢铁的耐腐蚀性能进行相对评定［１６，２０，２１］，但有些…     

导管架模型下水过程的试验研究

导管架的下水过程是一个十分复杂的过程,它与导管架的大小,滑道的摩擦系数、驳船的纵倾角度以及作业海域的环境条件等因素有关。因此,如何确保导管架的安全下水是保证导管架最终能否投入使用的重要前提。目前,理论上对导管架的下水过程虽进行了大量的研究,但鉴于导管架下水过程的复杂性,因此通常还是要进行导管架下水过程的模型试验,以确定导管架下水的最佳轨迹。本文简要介绍在上海交通大学船舶流体力学实验室进行的导管架模型下水过程的试验情况,下水轨迹测试技术的基本原理,主要测试装置及测试方法。此外,还给出了下水特性曲线的测试实例,并和理论计算结果进行了比较。     

强迫摇荡运动三维球体水动力系数的CFD计算

采用计算流体力学(CFD)的雷诺平均法(RANS方法),并考虑了自由表面的影响(采用VOF方法模拟自由表面),来模拟三维球体的单自由度强迫摇荡运动,得到纵荡、升沉及横摇的附加质量与阻尼系数。该数值模拟结果与三维势流理论计算的结果进行比较,趋势基本一致,但CFD方法更能凸显粘性的作用。本文所应用方法能合理给出浮式结构物的水动力系数,更精确描述海洋浮式结构物周围的流场,可应用于船舶与海洋工程浮式结构物的水动力性能研究。     

水下沉积物流速度特征及对管状结构物拖曳力试验研究

沉积物流是海底沉积物运移的重要载体,高速的沉积物流会冲击海底结构物并导致其损坏,其中拖曳力通常被认为是结构物破坏的主要因素,因此研究结构物在不同沉积物流流速下的拖曳力具有重要意义.本文采用可调坡度平直水槽对结构物进行冲击试验并对所配粘土组分的沉积物流进行流变测试,分析结果表明,当坡度一定时,存在一个临界沉积物流浓度,使...     

分层海洋中运动物体生成的内波

该文提供分层海洋中运动物体生成内波的理论、数值和实验研究的背景资料的综述 ,并给出理论研究的 Green函数、正交模态模式和极点回避等方法的评述。数值研究给出数值求解Wronsky行列式的源求解方法及介绍直接差分计算含源内波方程和积分方程的方法。有关源致内波的实验研究 ,作者介绍物体在分层流水槽运动时生成内波的两个典型实验及其主要实验结果。最后评述船舶在海洋表面处生成表面波的研究方法 ,以此指导水下 Rankine卵形体生成内波的实验研究。