Relative Scaling Exponents and Intermittency in Compressible Turbulent Channel Flows

The relative scaling exponents and intermittency of three-dimensional compressible turbulent channel flow are investigated by using direct numerical simulation. One case is subsonic flow （Mα=0.8）, the other is supersonic （Mα=1.3）, and the Reynolds numbers based on the mean bulk velocity and channel half-width are 2826 and 3010, respectively. The analysis of the local slopes of sixth order velocity structure function to third order reveals that there is a well-defined scaling range for 10〈y^＋〈100. it is also noted that the intermittency of longitudinal velocity increments in this region is stronger than that of the transverse ones. Comparison with the incompressible case shows that the location of the most intensive intermittency moves toward the log-law region, which is related to the displacement of streamwise vortical structures in the near-wall region.     

汶川地震堰塞体及相关力学问题

2008年5月12日,爆发了里氏8.0级汶川特大地震,120多秒内,形成了南起康定,北至青川,呈北东一南丙走向的长约300km、宽约30km的破裂带,当时山崩地裂,秀美河山被疯狂撕扯,尤数生灵瞬问淹没于碎石瓦砾之中.由于四川复杂的地质地貌条件和丰沛水系,这次地震诱发了大量的崩塌、滑坡、泥石流和堰塞湖等山地灾害.极震区有明显危害和威胁的堰塞湖34个,其中唐家山堰塞湖为震后最大的山地次生灾害,严重威胁下游沿岸城镇、村庄、水利水电设施和100余万人生命财产安全,是震后抢险的重中之重.清华大学水利水电工程系部分师生不畏艰险,始终奋战在抗震抢险第一线,为唐家山堰塞湖抢险提供水文预报和决策咨询服务等,对肖家桥堰塞湖进行现场踏勘,获得了翔实的第一手资料.目前正在深入开展有关堰摩体的几个具有挑战性的关键力学问题研究,首先,堰塞体形成机制问题,亦即地震诱发的崩塌和巨型滑坡填充河道的动力过程;其次,堰塞体的溃决机制问题,除了关心泻流时下游洪峰流最外.更关注堰塞体的冲刷过程,以及砾石、块石等大粒径滑坡堆积物构成的堰塞体蠕变和变形机理等.这些问题正是侧重机理研究的颗粒物质力学的主要研究内容之一.由于堰塞体颗粒组成复杂,基于唯象描述的土力学和散体力学显然不适合堰塞体力学行为的基础研究.     

滑坡灾害监测与预测预报研究现状及展望

我国滑坡灾害点多、面广,活动频繁,每年都会造成严重的经济损失和人员伤亡,是我国地质灾害主控灾型,监测与预测预报是滑坡灾害防灾减灾的重要途径.首先,系统讨论滑坡监测内容与技术的优势和局限性,归纳并对比分析各监测技术的利弊特征与适用条件.其次,从空间预测与时间预报两个方面,总结滑坡测预报模型的最新进展,并分析各类预测预报模...     

颗粒物质力学几个关键问题的思考

颗粒物质是由大量离散固体颗粒相互作用而形成的复杂体系,其平衡和运动规律及其应用是颗粒物质力学的主要研究内容．颗粒物质具有广泛的应用背景和丰富的物理内涵,是工程应用和凝聚态物理研究较为活跃的学科,但是进展非常缓慢,目前很多基础问题尚不够清晰．结合作者近10年的研究工作,对颗粒接触力学的难点、接触力简化存在的问题予以分析,并基于颗粒物质内部结构特点提出了以力链为核心的多尺度力学研究框架,最后对颗粒物质典型应用例子之一——泥石流运动基础研究提出新的见解．     

可压缩壁湍流中标度指数的数值研究

使用高精度的有限差分格式直接数值模拟了Mach数等于0.8和1.3两种条件下的槽道湍流.根据数值模拟得到的速度差的概率密度分布,计算了两个方向的速度结构函数的相对标度指数.与不可压的标度指数的对比表明在y =20附近和槽道中心区,压缩性对标度律的影响很小;而在粘性底层(y ＝5.5)和对数区内(y ≈120),压缩性对标度指数有显著影响.对六阶标度指数沿壁面距离变化的进一步分析表明,槽道可以分为4个不同行为区,在不同行为区间歇性的变化规律具有不同的特征,其中最大雷诺剪应力所在的那个区域间歇性最强.     

高钢级山地管道设计及安全性评估的再认识

永久性地面变形(permanent ground deformation, PGD)是造成山地管道屈曲断裂泄露并导致重大生命、财产损失的主要原因之一。现有PGD区山地管道“基于应变”的设计及安全性评估方法和技术标准对在役高钢级管道安全性评估偏于危险，亟待对其进行进一步的研究。针对山地复杂PDG工况下的“许用应变”及“计算应变”，从山地管道的主要失效模式着手，对山地管道管–土相互作用的应变计算方法（解析法、数值分析法及试验法）及安全性评估方法的技术现状及存在问题进行了分析，并结合我国山地管道未来的发展趋势及生产需要，提出了考虑在役管道的实际工况，进行基于管–土相互作用规律的设计及安全性评估方法的研究路径和内容。