摘要：在格子Boltzmann方法中引入大涡模拟,对球形颗粒在静水中沉降引起的紊动流场进行了数值模拟。数值模拟沉速与理论值以及粒子图像测速系统(PIV)实验结果吻合,验证了模型的合理性。同时分析比较了颗粒沉降过程中尾部紊动流场分布以及尾流流速值,发现数值模拟结果与实测结果趋势、数值基本一致,进一步说明了利用格子Boltzmann方法与大涡模拟技术相结合可以合理模拟泥沙颗粒在紊流区的沉降。

摘要：为了合理推算冰水共存海域的设计波浪条件,本文提出了一种包含冰影响的波浪推算方法,通过将冰浓度以线性变化的加权百分比的方式纳入SWAN模型的风应力方程中,进而用于模拟冰水共存条件下的波浪演化,并以2011—2012年为例研究了渤海海冰对波浪分布的影响。根据模拟结果,2011—2012年海冰覆盖的范围最多占整个渤海的33.3%,而渤海有效波高和谱峰波周期受冰影响的区域最多分别占整个渤海的75.8%和73.0%。辽东湾靠近湾顶区域的有效波高和谱峰波周期在整个冬季受冰影响最多减小了70%,而渤海湾和莱州湾受冰影响的衰减程度最高可达10%。结果表明:海冰的存在不仅阻挡了海-气之间的热量和动量交换,导致冰覆盖区域的有效波高和谱峰波周期受海冰影响减小,而且相当于减小了整个渤海的有效风区,使得靠近冰区的无冰海域的有效波高和谱峰波周期也受海冰影响而减小。因此,海冰的影响在寒区海域的设计波浪推算过程中不可忽略。

摘要：为了合理模拟近岸波流运动,基于考虑海底坡度影响的新型三维辐射应力公式,建立近岸三维波流耦合数学模型.该模型引入2种波面水滚模式,考虑波浪附加水平紊动效应.采用大量实测数据对所建模型进行验证.结果表明,利用该模型可以较好地模拟近岸波浪传播以及增减水、沿岸流、底部离岸流、裂流等不同的近岸波生流现象.该模型采用的波流耦合方式能够全面地反映近岸波流的相互作用,新型三维辐射应力公式较其他公式可以更准确地描述波生流的垂向结构.对于不同的近岸流算例,获得更准确的模拟结果可能需要采用不同的水滚模式,说明更具普适性的水滚模型有待进一步的研究.考虑波浪水平紊动会使模型计算出的流速平面分布更平滑,避免出现过于突兀的流场结果.

摘要：该文基于计算流体动力学开源程序OpenFOAM建立三维水流数学模型,模拟圆柱周围的水流运动,分析圆柱迎流侧和背流侧流速剖面分布,通过与物理模型试验结果对比,表明所建立的模型能够较好地描述圆柱周围的水流运动。并在此基础上,分析对比了不同床面切应力计算方法模拟得到的圆柱周围床面切应力放大系数分布,获得了较为准确的计算方法。

摘要：盐度是影响粘性泥沙絮凝沉降的重要因素之一。将胶体化学中的XDLVO理论引入颗粒沉降三维格子玻尔兹曼模型,模拟黏土矿物质絮凝沉降过程,研究伊利石在不同盐度条件下的不等速絮凝沉降过程。模拟结果表明,伊利石黏结概率随着盐度先增加后保持不变,最佳絮凝盐度在5左右;伊利石絮凝形成的絮团粒径呈现双峰分布,盐度对粒径分布有一定影响。盐水中双电层排斥力受到抑制,起主要作用的是范德华吸引力,使得伊利石颗粒更容易产生絮凝,三维数值模型从细观尺度揭示了盐度对伊利石不等速沉降絮凝的影响机理。

摘要：采用双层横向振荡格栅生成的紊流分别研究了纯淡水和不同盐度梯度层化水体的紊动特性。通过声学多普勒流速仪和设计开发的多通道微型盐度测量仪同步测量了水体紊动和盐度的历时变化过程,分别从水体紊动的均方根流速、紊动强度和紊动能谱等紊动特性的变化分析了盐度层化对水体紊动的影响。实验结果表明盐度层化会抑制水体紊动,减弱水体紊动强度,并且盐度梯度越大水体紊动抑制程度越大。定义了表征振荡格栅紊流中水体层化程度的无量纲层化参数,水体紊动抑制率随层化参数的增大而增大,拟合得到层化参数和紊动抑制率的关系式。

摘要：该文设计制作了一套双层横向振荡格栅水槽,实验率定了双层横向振荡格栅中心区域紊流速度与振荡格栅冲程和频率的关系,并拟合出中心区域紊流三维均方根流速和紊动强度公式。同时实验确定了不同振幅和频率作用下均匀紊流区域的范围,计算了振荡格栅中心区域紊流的紊动积分尺度,并分析了紊动能量谱分布。实验研究证明双层横向振荡格栅中心区域一定范围内可以生成平均流速接近为零,近似天然明渠紊流特征的紊流场。据此,双层横向振荡格栅水槽可以为研究盐度扩散和泥沙运动规律等提供良好可控的水动力基础。

摘要：针对我国南海北部陆架区自升式导管架平台中的隔水导管等直立圆管结构,研究有限水深条件下细长直立圆管在波浪、海流、轴向拉力以及水深等因素影响下的水动力响应特性。该类结构区别于深水立管的柔性特性,也有别于浅海立管的刚性特性,同时受波浪等海表面因素影响较为明显。试验中利用光纤应变传感器实时测量圆管在流向和横向的应变响应,并通过模态分析得到圆管的位移响应,分析圆管的频谱响应以及位移最大均方根值随波浪要素、海流速度、轴向拉力以及试验水深等因素的变化规律;最后通过分析圆管特征测点在水平面内的运动轨迹,得到多载荷作用下圆管的运动特性。

摘要：交通噪声评价与预测对于城市环境保护、城市交通规划和建筑设计具有重要的意义。本文将交通噪声数据与G IS相结合,详细分析和评价了惠州市惠城区交通噪声污染现状分布、影响。并在基于数理统计的基础上通过构建回归分析模型,预测了惠城区未来城市道路交通噪声污染状况。实验结果表明该模型简单、有效。交通噪声评价和预测系统已应用于惠州市交通噪声污染现状评价及预测,并取得了良好的效果。

摘要：引入XDLVO理论(extended Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek theory)描述颗粒间作用力,建立了黏性泥沙絮凝的格子玻耳兹曼模型,利用该模型模拟由不等速沉降引起的黏性泥沙絮凝,分析不同黏土矿物泥沙颗粒对泥沙絮凝的影响,并探讨泥沙絮凝机理.模拟结果表明,不同黏土矿物的絮凝难易程度有所不同,伊利土最容易絮凝,其次是高岭土,蒙脱土絮凝能力最差,该絮凝沉降规律与前人的实验观测结论一致.