低浓度固液两相流的颗粒相动理学模型

用广义Fokker-Planck扩散模型描述液相湍动对颗粒的挟带作用，用修正的BGK模型描述粒间碰撞效应，建立了封闭的颗粒相PDF输运方程．运用Chapman-Enskog迭代法求得方程的二阶近似解，获得颗粒相脉动速度二阶矩和三阶矩闭合关系．模型与颗粒流模型相容，与液相湍流闭合模型是否相容依赖于扩散模型的具体形式，并据此比较了不同的涡一颗粒作用模型．模型与二维明渠流轻质沙和天然沙试验资料符合很好．表明细小粒径颗粒能够充分跟随水流运动；大粒径颗粒的相间平均速度差和壁面滑移速度明显，近壁区内的颗粒沿流向和垂向脉动强度都可能大于水流，并存在一定程度的颗粒碰撞效应．     

含软弱夹层的强风化泥岩强度及破坏模式试验研究

为研究软弱夹层对边坡失稳的影响,对含软弱夹层的岩体强度及破坏模式进行了理论和试验研究.采用某边坡钻孔芯样分别制备强风化泥岩、泥化夹层、含软弱夹层泥岩3种三轴试样,并进行三轴固结不排水剪试验.结合理论分析,对强风化泥岩、泥化夹层、含软弱夹层泥岩的强度和破坏模式进行了研究,揭示软弱夹层倾角、围压对试样强度和破坏模式的影响规...     

水力驱动作用下的地貌演变数值模拟Ⅱ.模型应用

应用基于物理概念的水文／侵蚀数值模型InHM,成功模拟了夏威夷群岛中Kaho’olawe岛100年的地貌演变过程．受计算机运算能力所限,全岛被分为84个小流域分别进行模拟．人类活动的影响通过植被覆盖率的变化进而地表／近地表土壤的水力参数变化来体现．结果表明,InHM能够有效模拟区域尺度上的长时段地表侵蚀过程,在给定降雨过程的条件下,土壤水力参数、地表坡度、植被情况是影响地表产流与侵蚀过程的主要因素．敏感性分析表明,降雨数据时间步长、土壤水力参数对长时段地表径流和侵蚀有显著影响,而初始地下水位和地下水压强分布影响不大．     

考虑管径拓展的管涌发展过程模拟

堤基管涌发展试验表明,在管涌通道发展过程中,通常是上游管径较小而下游管径较大,管道尖端土体颗粒比较松散.现有的堤基管涌发展模型采取单一管径处理方法模拟管涌通道发展过程,管涌发展过程中孔隙率保持不变,难以模拟通道侧向扩展特征.本文采用泥沙运动力学方法,考虑通道发展过程中的颗粒级配调整和孔隙率变化,使得管涌通道发展情况更加符合实际.数值模拟表明,改进后的模型能够刻画管涌通道发展中的管径变化、通道发展方向、流量大小和临界水头等主要特征.     

水力驱动作用下的地貌演变数值模拟Ⅰ.模型建立

介绍了一个复杂的严格基于物理概念的水文/侵蚀数值模型InHM （Integrated Hydrology Model）的模型结构和控制方程,InHM通过求解水流在地表和空隙介质中的偏微分流动方程,而不是应用经验/半经验公式或回归关系,来模拟水文响应,模拟的水文响应结果被用来驱动一个泥沙搬运算法,InHM考虑的水文响应过程包括蒸发蒸腾、入渗、地表产流、地下水运动（饱和/非饱和）、地表水运动等,InHM考虑的地表侵蚀过程包括由于雨滴溅击和地表水流引起的泥沙颗粒侵蚀、搬运和沉积。     

基于多源国产高分辨率遥感影像的山区河流信息自动提取

高分辨率遥感影像地理信息是研究山区河流的重要数据源。针对山区地物类型复杂、河道狭窄等原因导致的河流表面信息提取完整性差、河宽难以自动提取且精度低等问题，结合随机森林(RF)和神经网络(ANN)算法，建立了河流表面信息提取方法RF-ANN。该方法支持并行运算且能降低热红外数据尺度辅助去噪，实现了对河流表面信息的像素级提取。利用Laplace算子及边缘算法改进了RivWidthCloud河宽提取算法，使其不需要人工设定判别阈值，提升了算法的普适性。以国产GF-1、 ZY-3卫星影像为主要数据源，选取黄河一级支流皇甫川为研究区域。利用所建立的方法提取了皇甫川流域2级及以上河流的河流表面信息和平滩河宽。结果表明：RF-ANN的河流表面信息提取精度达到94.7%。提取河宽的平均误差为1.07 m(约0.5个像素),提取的最小有效河宽为6.1 m(约3个像素),提取河宽与检验河宽的R²和RMSE分别为0.93和1.52,宽度小于10 m极细河流、 10～30 m细小河流、 30～90 m较细河流及90 m以上较宽河流的河宽提取误差分别为18.5%、 8.8%、 2.0%和0....     

南水北调中线输水渠道中分水口的影响

为研究南水北调中线输水渠道中分水口流量变化对干渠的影响特征,选取天津分水口为例,采用一维Saint-Venant数学模型模拟计算该分水口各种分水状态下干渠中的水流过渡过程。采用虚拟渠道等效糙率法来模拟渠道中各类型的输水建筑物的影响。得出该分水口关闭时间超过33.6 h会导致紧邻下游端的西黑山节制闸前水位出现漫顶,分水口前水位下降速度与分水口流量变率呈线性变化关系,并给出了其拟合公式。     

快速颗粒流本构关系在固液两相流中的适用条件初探

从固液两相流的颗粒相本构关系的推导出发,分别运用Chapman—Enskog．方法和Grad-13矩法考察了液相作用下颗粒相本构关系．结果表明当两相脉动速度无关或同相位时,快速颗粒流本构关系适用于固液两相流的颗粒相．并对低、高浓度固液两相流定性分析了具体的应用条件．     

垂向基于谱方法的三维弯道水流模型

传统平面二维水动力模型模拟弯道水流时,将流速垂向分布固定化,不能随边界变化和二次流发展进行调整,而垂向完全自动调整的三维水动力模型计算效率低。该文采用谱方法将平面流速的垂向分布用正交多项式表示,通过加权余量法建立简易三维模型,对流项采用基于Gauss点的半Lagrangian法(semi-Lagrangian scheme,SLS)计算。由急弯弯道水流试验验证可知,多项式阶数大于1时模拟结果较好。弯道主流线位置预测整体误差不超过7%,精度和传统的三维水动力学模型相当。对涡黏性系数简单求解,但考虑了垂向和水平方向的差异性,能够得到合理的弯道水流结构。垂向基于谱方法建立的三维模型,无垂向网格离散,计算量明显减少,获得了与平面二维模型相当的计算效率。     

考虑桩基-承台-地基土共同作用的竖向承载力可靠度研究

根据复合桩基极限承载力计算模式,建立了考虑桩基-承台-地基土三者共同相互作用的可靠度极限状态方程.介绍了各基本变量的概率分布和利用JC法求解可靠度指标的过程.针对具体的算例,采用编制的程序对多种工况下承载力可靠指标进行了计算.结果表明:土性参数μφ,μc及其变异系数δφ,δc,承台底土反力群桩效应系数ηc,荷载效应比ρ等指标对复合桩基承载力可靠指标β具有显著影响,其中μφ的显著性强于μc,δφ的显著性强于δc;安全系数K与可靠指标β之间存在对应关系,K越大,β越高,可靠性越大.