摘要：为了探究现有不同方法生成涌潮的区别,研究涌潮模拟过程中网格划分及湍流模型选择等求解策略问题,应用CFD数值模拟方法对流量生潮法和边界生潮法生成的涌潮水动力特性进行对比,同时分析了网格尺度、湍流模型选择对涌潮模拟精度的影响。研究结果表明:在边界单宽流量一致的条件下,流量生潮法和边界生潮法可模拟得到水位变化、流速分布及传播速度均比较接近的涌潮水流;当网格尺寸不大于0.100倍涌潮高度时,网格尺度对计算结果的影响基本较小;相比标准k-ε湍流模型,RNG k-ε模型更适合于涌潮的模拟。

摘要：针对河口地区桥墩等桩式建筑物在涌潮水流作用下出现的局部冲刷问题,采用物理模型试验对涌潮水流引发桥墩局部冲刷的机理以及局部冲刷坑形态变化进行研究。试验结果表明:涌潮水流引发桥墩局部冲刷过程中桥墩局部切应力逐渐衰减,潮头水流虽然引发较大的床面切应力,但是由于作用时间短,所以只造成大量泥沙起动,在后续快水阶段桥墩局部冲刷迅速发展;涌潮强度和弗劳德数越大,桥墩局部冲刷越强烈;不同截面形式的桥墩,方形桥墩在局部冲刷坑发展过程中,由于涌潮水流下切强度更大,引发了较强的涡系结构,导致迎水面冲刷比侧面绕流冲刷更强烈,圆形桥墩迎水面和侧面冲刷程度相差不大;方形桥墩进行不对称旋转时产生的冲刷深度比对称旋转时大。对试验数据进行多元回归分析后得到涌潮水流引发桥墩局部冲刷的综合计算公式,验证结果表明该公式具有较好的预测精度,与试验值最大误差不超过12%。

摘要：潮汐河口河床泥沙受不同年代沉积影响具有分层特性,对极端动力作用下河床的构筑物局部冲刷模拟结果的影响较大。依托钱塘江上游河段的天然河床质,在不同代表性的分层河床条件下采用正态水槽模型试验的方法对桩柱基础的局部冲刷进行研究,探索了上层沙易冲、上层沙难冲两种分层结构的局部冲刷发展过程和表底层沙掺混特征,揭示了桩基局部冲刷深度随上层沙厚度的变化规律,并通过量纲分析构建了分层沙条件下的冲刷深度理论计算方法,经验证该公式适用于天然江道冲刷和模型冲刷,可用于分层河床的桩基冲刷计算。

摘要：涌潮是一种对涉水建筑物冲击巨大的非线性强间断流,实现涌潮的小尺度精细模拟是分析涉水建筑物在涌潮作用下结构稳定性的前提。采用大涡模拟(LES)技术求解N-S方程,利用流体体积法(VOF)实现对自由水面的追踪,边界上给定基于涌潮理论公式推导出的涨潮流速与水深条件,进行了涌潮的小尺度精细模拟。结果表明,数值模拟得到的涌潮传播速度与理论值比较接近,Fr1.5时为旋滚涌潮,涌潮形态分区与前人的试验成果吻合。在涌潮传播过程中,潮头处流速最大,且表层流速波动幅度始终大于中低层流速波动幅度,旋滚涌潮潮头水体紊动比波状涌潮强烈。模拟结果同时表明涌潮潮前水深与涌潮高度是影响潮头流速波动和形态的主要因素。上述涌潮模拟方法可为涌潮河段涉水建筑物的结构设计及安全评估提供参考。

摘要：利用VB平台,开发了可以设计任意因素个数和水平个数下的正交试验设计软件。该软件同时还实现了对试验结果的数据分析。通过实例验证了该软件的准确性及优越性。该软件容量小,操作界面简单明了,使用方便,具有较高的应用价值。

摘要：采用线性控制系统稳定性理论,研究了带调压室的转桨式水轮机调节系统的稳定性,分析了协联条件、接力器时间常数Tz和导叶至桨叶转换系数Kk对系统稳定性的影响。结果表明,非协联调节工况下的稳定域及机组转速调节品质均优于协联调节工况,且随Tz的增大、Kk值减小,系统稳定域越大,为调速器参数的选择提供了理论依据。

摘要：在我国近海海域,跨海桥梁基础冲刷是影响大桥安全的重要因素之一。基于金塘大桥2014、2015和2017年桥墩基础冲刷实测资料,并结合建桥前地形测验资料进行了案例分析,解析出了往复潮流条件下桥墩基础的一般冲刷及局部冲刷深度,金塘大桥中引桥桥墩一般冲刷深度为3.3~3.6 m,平均局部冲刷深度约8.3 m。往复潮流条件下桥墩基础局部冲刷坑受双向潮流影响向上下游延伸,形状呈椭圆形,各墩冲刷坑纵向长度与最大局部冲刷深度呈近似线性关系,长度约为局部冲刷深度的10~12倍,而各墩冲刷坑横向宽度则基本一致,约为桥墩基础宽度的4~5倍,与最大局部冲刷深度无明显相关性。跨海桥梁基础冲刷深度计算方法及冲刷坑形态特征的研究成果可供跨海大桥基础设计、运行维护及基础冲刷防护参考。

摘要：海塘塘脚冲刷是影响河口海塘结构稳定的主要因素之一。准确把握河口区复杂水动力下海塘塘脚冲淤规律并提出精准的海塘塘脚冲刷预测方法,对保障海塘工程安全起着重要作用。为此,以钱塘江河口西江塘海塘为例,利用2010年以来的逐月实测断面监测资料,分析了海塘塘脚冲淤的变化规律,并基于悬移质挟沙力输沙和河床变形理论,提出了基于过程的非恒定水流下塘脚冲刷预测方法,利用该方法计算了其塘脚冲刷深度。结果表明,西江塘段海塘呈现洪冲潮淤的变化规律,其塘脚冲刷的临界径流量约为5 000 m~3/s,冲刷预测误差可降低到20%以内,预测精度得到明显提升。

摘要：在海洋油气资源深入开发过程中,诸多油气管道需要穿越海底,由海洋水动力条件引起的海底管道冲刷悬空是导致管道涡激振动破坏的重要原因。针对现有冲刷防护措施在强潮流海域海底管道工程中适应性较差的问题,以杭州湾强潮流海域某海底管道为原型,应用双向流水槽进行比尺物理模型试验,对往复潮流条件下人工草防护海底管道冲刷效果进行研究。结果表明:海底管道局部冲刷深度随人工草疏密度、铺设宽度的增加而减小,当铺设宽度增加至临界宽度时,冲刷深度减小为0。以多元回归拟合法拟合试验数据,获得疏密度与人工草临界宽度之间的关系式,研究结果可为强潮海域海底管道工程冲刷防护措施的设计与实施提供参考。

摘要：杭州湾跨海大桥海中平台位于杭州湾大桥中间位置,海中平台下部群桩结构与平台上游各系列匝道墩、大桥主墩形成了复杂的墩群结构,受其影响,海中平台区域海床冲刷较为剧烈。为深入了解海中平台区海床冲刷特性,应用多年实测地形测量资料,对海中平台区的海床地形特征、建桥前后海床冲淤变化规律进行了分析,研究各匝道墩最低冲刷高程分布,并应用数值计算模型分析了海中平台区的水动力分布特征,揭示了匝道墩海床冲刷机理。研究发现,与建桥前相比,海中平台区大桥轴线上游500 m~下游1000 m范围内海床发生整体一般冲刷,在海中平台南北两侧,受局部绕流影响,产生明显的局部冲刷,最大冲刷达14 m。平台南北两侧向上游延伸的局部冲刷槽影响到平台上游的匝道墩,导致部分匝道墩附近海床高程普遍较低。整体来看,位于桥轴线上游的ZB和ZC系列匝道墩因受到海中平台绕流及主墩绕流的叠加影响,导致其最低海床高程明显低于位于桥轴线下游的ZD和ZE系列匝道墩,各匝道墩最低海床高程与涨潮流流速大小具有一定的相关性。