液相平衡式小起动转矩转环的设计

本文介绍了液相平衡式小起动转矩转环的工作原理、性能指标及设计方案的选择,并简单介绍了研制过程中试验和试用情况。     

潮流沙脊的水力学问题探讨

借用河流水力学顺直河道中有两个次生横向环流的假说来解释潮流沙脊的成因，水槽实验和实际观察也支持了这一观点．正是这一次生的纵轴横向环流（即螺旋流）将泥沙从沟槽带向脊顶，建造了大致与潮流方向平行的潮流沙脊．根据底质粒度成份和分布特点．可分为粗底质沙脊和细底质沙脊两类．前者组成物质偏粗，底质分布为脊细槽粗，后者组成物质偏细，底质分布为脊粗槽细．这是因为影响颗粒起动流速的主导因素不同，前者以重力为主，后者以颗粒间粘结力为主．它们都反映沟槽中流速大于脊顶处流速．     

北京怀柔7·16暴雨泥石流发育特征与形成机理

2018年7月16日北京怀柔云蒙山地区突发山洪泥石流灾害,国道G111和省道S310多处毁损,周边4个乡镇506人被迫紧急转移。本文通过灾害发生前后高清卫星影像解译和现场详细调查,研究了区域内典型泥石流沟的地形地貌特征和松散固体物质来源,分析了泥石流形成的降雨激发条件,估算了容重、流速、流量等重要参数,并基于沟床块石稳定性分析改进了泥石流启动与降雨强度之间的关系式。研究表明,怀柔7·16泥石流属极端气象条件下短历时强降雨所激发的稀性泥石流,在连续2 h降雨条件下,其临界激发雨强不低于8~15 mm·h-1,物源主要来自于沟床堆积物的揭底输移,沟床岸坡松散堆积体侧蚀增加了物源补给,强降雨条件下很可能再次发生类似规模的泥石流。该研究可对今后区域内泥石流的防灾减灾工作提供参考。     

横向沙丘背风侧沙粒风蚀起动的风洞模拟

通过风洞实验,探讨了横向沙丘背风侧“二次流”的沉积学和形态-动力学意义。在不同迎风坡坡度的横向沙丘模型背风侧,我们观测了不同位置沙粒的起动风速以及在临界状态下沙粒的运动特征。结果表明,沙丘背风侧的颗粒起动风速不仅与其距沙丘顶部的距离有关,也与沙丘迎风坡坡度有密切关系。根据沙丘背风侧颗粒运动特征,可以将其划分为向后运动区域、晃动或摆动区域以及向前运动区域,产生这一现象的原因是在沙丘背风坡气流分离、反向涡和气流重新辐合共同作用的结果。在所有的观测结果中,迎风坡坡度为15°的沙丘具有最大的沙粒起动风速和最远的气流重新辐合距离,其原因尚需进一步研究。     

海底输油管道底砂床冲刷机理研究

设计了海底输油管道水槽冲刷试验模型,研究了海底输油管道与砂床处于不同相对位置情况下床砂起动流速的变化,采用理想流体映射定理对其进行了理论分析,探讨起动流速变化规律。结合有限元数值模拟对试验进行细化分析,研究了海底管道底砂床砂粒起动的产生机理,根据研究结果将冲刷过程划分为五个阶段。阐明了海底管道暴露冲刷的危害性和实时监测的重要性。     

东海舟山群岛海域表层沉积物运移特性

通过潮流和表层沉积物粒度参数等实测资料,对舟山群岛海域表层沉积物的运移趋势、净输运通量以及起动流速进行了初步分析.结果表明,舟山群岛对研究区表层沉积物分布影响明显;舟山群岛海域表层沉积物整体由湾口向外海输运,平均日单宽输沙通量由杭州湾内向外海迅速减小;从杭州湾向外海,泥沙起动越来越难,单纯潮流对表层沉积物再悬浮作用相对较弱.     

Probability of Sediment Incipient Motion Under Complex Flows

Presented in this paper is a mathematical model to calculate the probability of the sediment incipient motion,in which the effects of the fluctuating pressure and the seepage are considered.The instantaneous bed shear velocity and the pressure gradient on the bed downstream of the backward-facing step flow are obtained according to the PIV measurements.It is found that the instantaneous pressure gradient on the bed obeys normal distribution.The probability of the sediment incipient motion on the bed downstream of the backward-facing step flow is given by the mathematical model.The predicted results agree well with the experiment in the region downstream of the reattachment point while a large discrepancy between the theory and experiment is seen in the region near the reattachment point.The possible reasons for this discrepancy are discussed.     

沟谷型沙漠泥流堆积体起动过程中的孔压变化特性

以黄河上游宁蒙段典型风水复合侵蚀流域为研究区域,重点针对堆积体堵塞沟道极端条件下的沟谷型沙漠泥流,从堆积体起动成灾的环节入手,开展直槽概化模型试验,并采用基于有效应力原理的流固耦合模型,概化模拟上游暴雨洪水入渗条件下堆积体内孔隙水压力变化特性及其起动过程,从微观角度揭示其成灾机理。结果表明：堆积体起动过程中孔隙水压力与时间呈指数为0.5的幂函数关系;流固耦合作用下堆积体内经历了应力场→体积应变→孔隙率→孔隙水压力→渗流场→塑性应变→屈服破坏的复杂非线性变化过程。     

泥沙起动条件与卵石浅滩航道整治线宽度的确定

在简述泥沙起动条件表达式的基础上,本文分析卵石浅滩整治与泥沙起动条件的关系。根据起动拖曳力和起动流速的概念,分别导出了卵石浅滩航道整治宽度计算公式,并用北江整治河段的实测资料对诸公式作了比较。结果表明,式(16)的计算值与实际采用值有较好的一致性。     

泥沙起动判别标准探讨

分析了现有起动标准的不足之处。在制定起动标准时,不但要考虑水流条件,还必须考虑泥沙颗粒在床面的相对位置。对同一粒径的泥沙颗粒,其起动条件不是一个常量,而是位于一个区间,它随颗粒在床面的相对暴露度而变化。根据力学原理,推导了泥沙颗粒起动时的临界无量纲切应力公式,并对其系数取值进行了理论计算。计算结果表明,对同一粒径、在同一起动状态下,泥沙颗粒的起动临界条件并非一个常量。并从理论上分析得到了临界值的范围,对个别及少量起动,其无量纲临界切应力为0.021～0.042及0.041～0.062。