一种新的往复流试验平台及其泥沙冲刷试验研究

本文提出一种可以模拟潮流运动的自动化控制水槽。该水槽可以时控制往复流两端的水位,实现流的往复运动,并可以按计算机要求实现水位的稳定或渐变。本文同时利用该水槽进行了圆柱开桥墩周围的测试数据、照片为基础、分析了不同水流条件下圆柱形桥墩周围的床面冲刷情况。试验发现在桥墩附近,水流的旋滚运动及旋涡系是造成床面冲刷的主要原因,另外对于往复流情况,桥墩附近床面受到的冲刷比固定水位冲刷时要严重,也更为复杂 。     

一道平几题的证法及其应用

在数学参考书中,有这样一道脍炙人口的题目:已知△ABC的三个内角A、B、C的对边分别是a、bc,且∠B=2∠A,求证b~2=a~2+ac。此题不仅证法多样、别致,而且用它作为性质还可十分简捷地解决一类三角形的问题,下面就谈此题的证法和应用。     

离岸式潜堤对海堤越浪量影响的实验研究

外海波浪作用下海堤越浪是一个复杂的水动力学过程,越浪量则是评估海堤安全的重要因素之一。离岸式潜堤作为一种典型的护岸工程结构物,已被应用于淤泥质海岸复合式海堤工程,其主要作用是促淤保滩和降低越浪量。本文针对不同的潜堤与海堤距离以及不同的潜堤高程,进行了规则波作用下越浪量系列物理模型实验,给出了各工况下的实测越浪量。实验结果表明:潜堤是否导致波浪破碎是控制海堤越浪量的主要因素之一;当潜堤使得波浪破碎时,潜堤位置对海堤越浪量有较大影响。潜堤与海堤距离接近1/2波长时越浪量偏大。     

床面上直立圆柱的三维湍流数值模拟

从数值预报桥墩等结构物床面局部冲刷的角度发展绕直立圆柱的三维湍流的数值模拟技术. 基于Wilcox的k-ω两方程湍流模式，采用基于有限体积法的压力修正SIMPLE算法, 计算了绕床面直立圆柱的三维湍流流场，分析了光滑和粗糙床面两种情况下的流动情况. 通过系列的验证计算，表明该计算模型能够比较准确地反映不同外来流条件下绕直立圆柱的流场. 计算结果揭示了床面粗糙度对绕圆柱的湍流流动的影响.     

潮汐河口旋转闸门的三维水动力分析

基于雷诺平均N-S方程和VOF方法建立了黄浦江三维潮流数学模型,采用滑移网格技术对吴淞口处拟建的一对定轴浮体旋转式新型闸门的闭合过程进行了数值模拟.依照两个闸门旋转方向的不同组合方式将闸门闭合过程分为四个工况,并对这四个工况的闸门段流场结构和闸门所受水动力进行了比较分析,发现闸门反向对称转动是较合适的闸门闭合运作方式.     

第十八届美国理论与应用力学大会总结

正1会议概况2018年6月5—9日,第18届美国理论与应用力学大会(18th U.S. National Congress of Theoretical and Applied Mechanics, USNCTAM2018)在美国芝加哥召开.本次大会由美国力学国家委员会和中国力学学会联合主办,旨在探讨和交流近四年世界范围内在理论和应用力学领域的基础研究、创新技术的最新进展,吸引了来自世界各地的近千名专家学者     

一种适用于非均匀地形的高阶Boussinesq水波模型

推导了适用于变地形情况的高阶Boussinesq波浪模型．该模型采用自由表面边界条件作为时间步进方程,利用势函数满足的Laplace方程的解析解形式建立了自由表面边界速度和底面边界速度之间的关系,使得问题封闭．以0.5倍相对水深处的速度为基本未知量,在对Laplace方程解析解进行级数求逆时保留水深梯度的高阶项,改进了速度场的Taylor展开式．对于线性特性,进行了线性浅化和Booij反射的验证性计算．为了检验有背景流动情况下拓展的Boussinesq模型的性态,对波-流相互作用问题进行了数值模拟．数值计算结果与现有理论解或其他完全势流的数值解吻合良好,表明该模型的应用范围可以扩展到含有非均匀变化地形的问题．     

自然超空泡与尾喷流相互作用的数值模拟

认识带尾喷流和自然超空泡的水下高速航行体流体动力特性并发展其预报与控制方法仍是水动力学领域极具挑战性的课题．本研究采用CFD方法对尾喷流和自然超空泡之间的相互作用进行了数值研究．针对发动机欠膨胀超音速喷流，采用现有实验结果验证了基于两方程湍流模型的二维轴对称流动数值模型的可靠性．尾喷流在空气和蒸汽环境中流动的数值计算结果表明，由于蒸汽环境中背压较低，欠膨胀尾喷流无法及时形成压缩波，使得蒸汽环境中尾喷流的过膨胀区和气相扩散区的体积比空气中大；尾喷流很难形成规则的激波格栅，波系结构相对简单．针对携尾喷流的平头航行体超空泡流状态的数值模拟结果表明，尾喷流注入超空泡后迅速充满航行体周围的空腔区域；尾喷流与超空泡尾迹区域形成的回射流相互作用最终导致超空泡断裂，断裂过程中伴随着燃气泡的下泄现象；受空泡壁面约束，尾喷流难以在狭窄的超空泡空腔内完全膨胀，尾喷流的激波波系结构有显著的变化：在喷嘴附近受到压缩，在远离喷嘴区域受到超空泡水汽掺混的破坏；空泡内压强基本维持在饱和蒸汽压附近，没有显著增加．