国家自然科学基金(51078021)
- 作品数：3 被引量：20H指数：3
- 相关作者：齐梅兰陈启刚李金钊王兴奎魏金更多>>
- 相关机构：北京交通大学清华大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：水利工程更多>>
- 基于粒子图像测速技术的明渠圆柱上游行近流特征研究被引量：9
- 2015年
- 现有实验测量和数值模拟方法难以准确捕获近水面流动特征,为全面掌握墩柱上游行近来流的内部结构和水面特征,通过明渠圆柱绕流试验,采用粒子图像测速技术对柱体上游的对称垂面进行了测量,获得了行近来流的瞬时二维流场和水面线。在此基础上,对圆柱上游的时均流动和壅水特征进行了研究,得出上游行近来流从水面至床面依次由上升流、近水平流和下降流构成,形成典型的三层结构,其中,上升流厚度随柱体雷诺数增加而变厚,下降流无量纲厚度基本不随柱体雷诺数改变。在靠近柱体的床面附近,边界层与床面分离,分离区内为向上游流动的逆流以及一个马蹄涡和一个次生涡;在靠近柱体的水面附近存在表层逆流以及两个逆向涡。研究结果揭示出边界层分离、表层逆流及柱体本身依次促使行近来流减速,使得沿程水深雍高,壅水末端至圆柱迎水面的水面线符合一元四次函数分布,无量纲壅水长度随着柱体雷诺数的增加而延长。研究成果可作为基于流体体积法等具有自由水面计算能力的明渠墩柱绕流数学模型的验证依据。
- 陈启刚齐梅兰李金钊王兴奎
- 关键词：明渠圆柱水面线下降流
- 明渠柱体上游马蹄涡的运动学特征研究被引量：10
- 2016年
- 马蹄涡是水下柱体结构周围床面冲刷的主要动力。为掌握马蹄涡的运动学特征,引入了基于旋转强度的马蹄涡识别方法,提出了基于椭圆涡拟合的马蹄涡特征提取方法,其中,椭圆涡由Oseen涡和倾斜单向剪切流叠加而成。基于上述方法,通过开展明渠圆柱绕流PIV实验,对柱体上游对称面时均流场中马蹄涡的运动学特征进行了研究。结果表明,在柱体雷诺数大于104的紊流柱体绕流中,马蹄涡上游的流动分离点随柱体雷诺数的增大而缓慢向下游移动,但马蹄涡的位置保持不变,涡中心距柱体中轴约0.67D(D为柱体直径或宽度),距床面约0.06D;随着柱体雷诺数的增大,马蹄涡的半径不变而强度增加,使得马蹄涡作用于床面的剪切应力增大。研究结果建立了客观提取马蹄涡运动学特征的数学方法,得到了流动分离点、马蹄涡位置等运动学特征随水流条件的变化规律,揭示了明渠柱体绕流与其它流动中柱体绕流的差异,初步构建了马蹄涡的动力作用概念模型。
- 陈启刚齐梅兰李金钊
- 关键词：马蹄涡运动学特征粒子图像测速
- 基于FARIMA模型的日流量过程随机模拟研究被引量：4
- 2012年
- 本文采用能反映时间序列长相关性的自回归分数整合滑动平均(FARIMA)模型,建立了日流量过程的随机模拟方法。首先提出概率权重矩-正态分位数变换(PWM-NQT)法进行日流量预处理,将预处理后得到的平稳、正态时间序列用于FARIMA模型的辨识和参数估计。基于FARIMA模型得到正态化日流量模拟值,并由正态分位数逆变换及逆标准化分别得到标准化日流量模拟值及日流量过程模拟值。将建立的模型应用于长江流域宜昌水文站日流量过程随机模拟,统计检验表明,建立的随机模拟方法能合理考虑日流量过程的季节性周期和长相关性,同时也能很好地保持日流量过程的其它统计特性。
- 郭辉齐梅兰刘春光魏金
- 关键词：水文学FARIMA模型
