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双峰型非均匀沙推移运动特性及输移规律 被引量：9
1
作者 孙东坡 刘明潇 +3 位作者 王鹏涛 李国栋 赵亚飞 董明家 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期660-667,共8页
采用图像识别与推移质动态监测技术,开展基于双峰型非均匀推移质的系列水槽试验。通过引入反映床面粗糙度、粘性底层特性与颗粒非均匀度η(粗细比)的综合水流强度函数Ψb、特征弗劳德数Frb,系统研究了不同水流强度与床沙组成条件下的推... 采用图像识别与推移质动态监测技术,开展基于双峰型非均匀推移质的系列水槽试验。通过引入反映床面粗糙度、粘性底层特性与颗粒非均匀度η(粗细比)的综合水流强度函数Ψb、特征弗劳德数Frb,系统研究了不同水流强度与床沙组成条件下的推移质输移特性以及颗粒非均匀度对输沙率的影响。通过对关键因子的辨识与量纲分析,提出了双峰型非均匀推移质输移模式,建立了基于近壁特征因子的水流强度Ψb与非均匀推移质输移强度Φ'的函数关系。对双峰型底沙输移机理的分析表明,非均匀沙的组成特征使得η成为影响Φ'的重要参量;正是细粒对粗粒的解怙作用对粗沙运动产生重要影响,使推移质输移率与颗粒非均匀度间呈现驼峰关系,峰值对应的粗细比ηc约为3∶7。 展开更多
关键词 颗粒非均匀度 综合水流强度 特征弗劳德数 粘性底层 量纲一输沙率
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基于聚类分析的堤防溃口水力边界特征值研究 被引量：6
2
作者 马洪福 孙东坡 +1 位作者 刘明潇 董明家 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期75-86,共12页
在进行堤防溃口发生机理研究和开展堵口技术研究时,确定典型堤防溃口水力边界特征值是整个研究的重要基础和前提。而实际堤防溃口由于复杂多变,实测资料数据少且不齐全,难以准确获取典型溃口水力边界条件。本文利用收集到的100多组国内... 在进行堤防溃口发生机理研究和开展堵口技术研究时,确定典型堤防溃口水力边界特征值是整个研究的重要基础和前提。而实际堤防溃口由于复杂多变,实测资料数据少且不齐全,难以准确获取典型溃口水力边界条件。本文利用收集到的100多组国内外堤防/土坝溃口实例和试验数据,基于聚类分析方法建立了溃口水力边界特征值间的相关关系,对缺失值进行了关联拟合补值;同时通过对溃口无量纲化特征值的概率密度统计分析,得出概化典型溃口水力边界参数与相关方程。分析表明:溃口宽多在20～100 m,口门水头多在4～12 m,口门流速多在2～8 m/s,分布概率均在64%～71%。溃口宽深比和弗劳德数的概率密度均服从正态分布特征,溃口宽深比取3～8的分布频率约为55%,弗劳德数取0.4～0.8对应的分布频率约为60%。 展开更多
关键词 堤防溃口 水力边界特征 聚类分析 缺失值 概率密度
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不同角度分水口流动特性的数值模拟 被引量：5
3
作者 薛海 王宇 +1 位作者 刘文静 董明家 《华北水利水电学院学报》 2013年第2期20-23,共4页
大型长距离输水工程中,常开设分水口以满足沿途区域用水需求.在较大的分水比情况下,分水管道与主管道的不同连接角度可能会对输水能量损失、水流连续性乃至工程安全方面产生显著影响.对不同管径比及连接角度的管道交叉区进行数值模拟,... 大型长距离输水工程中,常开设分水口以满足沿途区域用水需求.在较大的分水比情况下,分水管道与主管道的不同连接角度可能会对输水能量损失、水流连续性乃至工程安全方面产生显著影响.对不同管径比及连接角度的管道交叉区进行数值模拟,对比分析各情形下湍动能、流速场及涡旋等流体运动参量,得到了大分水比情况下管道连接角度不宜过大的结论. 展开更多
关键词 输水工程 分水口 连接角度
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基于MWP检验的黄河内蒙古河段水沙过程时变点分析 被引量：1
4
作者 张羽 丁梦霞 +1 位作者 董明家 刘明潇 《人民黄河》 CAS 北大核心 2023年第7期24-29,共6页
运用统计学方法确定水沙过程发生变异的原因及标志性节点,是理解河势演变制约机制与发展趋势的一种重要研究手段。近年提出的MWP非参数检验法对时序数据总体分布的假定要求较宽,具有避免严重分析误差、适用性强的特点。采用这一方法对... 运用统计学方法确定水沙过程发生变异的原因及标志性节点,是理解河势演变制约机制与发展趋势的一种重要研究手段。近年提出的MWP非参数检验法对时序数据总体分布的假定要求较宽,具有避免严重分析误差、适用性强的特点。采用这一方法对黄河内蒙古河段3个水文站1973-2004年实测径流泥沙资料进行时间序列分析,获得了以含沙量、流量为指标的多级水沙时变点信息。研究表明,河流特殊水文事件会引起水沙时间序列时变点的响应,Ut曲线的波峰与波谷(KT)体现了时间序列中对水沙过程影响最大的节点即非参数检验统计突变点。一级时变点是长时段水沙过程出现趋势性变化的标志性节点,上游龙羊峡水库运用就在一级时变点中得到映射。二级时变点多为短期偶发事件引起水沙过程局部调整的标志性节点。借助MWP检验法确定河流水沙时间序列的多级时变点,可确定影响河流水沙过程长期变化趋势与局部时段调整的关键因子,追溯水文情势变化诱因,有助于认识近年黄河水沙变异的态势。 展开更多
关键词 水沙过程 MWP非参数检验法 时变点 响应 黄河内蒙古河段
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孔-堰结合型鱼道过流元件的水动力特性及应用研究 被引量：3
5
作者 孙东坡 董明家 +3 位作者 刘明潇 黄天宝 范聪喆 武娟娟 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期268-281,共14页
为了解决鱼道水位落差大、流速高、难以平顺过渡问题,提出一种新型的孔-堰结合过流元件;试图通过这种新结构调控上下分流比,获得适宜鱼类洄游的水流条件.采用理论分析、数值模拟与水力模拟试验的综合研究方法,开展了一般性分析与典型鱼... 为了解决鱼道水位落差大、流速高、难以平顺过渡问题,提出一种新型的孔-堰结合过流元件;试图通过这种新结构调控上下分流比,获得适宜鱼类洄游的水流条件.采用理论分析、数值模拟与水力模拟试验的综合研究方法,开展了一般性分析与典型鱼道研究.首先对孔-堰的特性及水力计算进行分析,给出适宜的分流模数与设计方法.以某鱼道过渡段为研究对象,对常规多级堰与多级孔-堰的水力特性开展数值模拟和模型试验研究,获得不同边界的流场水力要素.研究表明,具有上下通道的孔-堰呈双峰型流速垂线分布,比无孔-堰的偏态单峰分布更适合不同流层鱼类上溯;多级孔-堰调整了水流结构,使各级潜堰上下游水头差降低30%~50%;堰顶流速降幅达23%~40%,为1.2~2.1m/s,底孔流速保持在0.8~1.3m/s;孔-堰分流比沿程呈逐级增大(13%~39%)特征.孔-堰过流元件使流场整体紊动性减弱,堰顶湍动能降低58.8%~76.9%;底部加糙使能耗结构趋于合理,有益于鱼类上溯与休憩;同时保持平缓、连续的自由水面,具有良好的水力生态调节作用. 展开更多
关键词 孔-堰 分流比 生态鱼道 水力模拟 流场结构 湍动能 多级跌水
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某抽水蓄能电站拦沙库泄洪排沙系统的水力特性研究 被引量：3
6
作者 韩力球 孙东坡 +1 位作者 赵旭润 董明家 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 2017年第1期80-86,共7页
以某抽水蓄能电站下水库泄洪排沙洞为研究对象,利用相似理论建立了比尺模型,该模型通过了河道阻力试验验证。试验中,观测了不同水力条件下的洞内水流流态、水面线、流速、消能状况以及下游护岸冲刷情况。试验观测结果表明,泄洪排沙洞进... 以某抽水蓄能电站下水库泄洪排沙洞为研究对象,利用相似理论建立了比尺模型,该模型通过了河道阻力试验验证。试验中,观测了不同水力条件下的洞内水流流态、水面线、流速、消能状况以及下游护岸冲刷情况。试验观测结果表明,泄洪排沙洞进口流态平顺、泄流能力及隧洞段流态均满足设计要求,但陡坡扩散段以下的急流涵洞段出现水跃闷洞、明渠深度不足、出口扩散段不能集中拉沙等问题。基于调整纵坡、协调各段输水能力、抑制水跃强度的修改思路,进行了优化修改试验。经多次比对试验,最终确定了优化修改方案,解决了涵洞段与明渠段水流衔接的协调性。修改方案较合理地控制了洞内水深,消除了明流洞水跃壅塞现象,改善了洞内流态;同时,增设扩散段输沙槽,有效提高了小流量集中拉沙的能力,满足了不同水流条件下的泄流安全要求。该研究成果对类似工程设计与安全运行具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 明流洞 流态 水跃 闷洞 流速分布 河床冲刷
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坡面水蚀过程与地形演变关系试验研究 被引量：2
7
作者 刘金铎 薛海 +1 位作者 董明家 刘文静 《人民黄河》 CAS 北大核心 2012年第1期80-82,88,共4页
采用径流冲刷试验的方式对坡面水蚀过程进行研究,记录了在不同坡度和不同冲刷流量工况下坡面侵蚀量、侵蚀沟宽和溯源速度的变化。结合坡面侵蚀沟头溯源速度、断面侵蚀沟宽度等的变化曲线,分析了水蚀过程中坡面侵蚀量与地形形态变化的关... 采用径流冲刷试验的方式对坡面水蚀过程进行研究,记录了在不同坡度和不同冲刷流量工况下坡面侵蚀量、侵蚀沟宽和溯源速度的变化。结合坡面侵蚀沟头溯源速度、断面侵蚀沟宽度等的变化曲线,分析了水蚀过程中坡面侵蚀量与地形形态变化的关系。结果表明:流量和坡度是水蚀过程的动力因素;溯源速度、沟壁的坍塌展宽及细沟的横向合并是导致坡面侵蚀量出现波动、峰值大小以及出现时间早晚的根本原因;坡面侵蚀方式与地形演变过程有着密切的关系。 展开更多
关键词 坡面 水蚀过程 微地形演变 坡面侵蚀量 细沟侵蚀 冲刷试验
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考虑商业热点影响的交通流元胞模拟
8
作者 薛海 董明家 +1 位作者 王宇 刘文静 《华北水利水电学院学报》 2012年第3期16-19,共4页
在对车辆个体行为研究的基础上,针对城市商业热点对交通流的导向性影响,引入商业热点吸引子的概念并合理概化其作用模式,利用元胞模拟这一非线性过程研究工具,对具有双向通路的准二维交通流进行了初步建模及模拟计算.计算结果表明,商业... 在对车辆个体行为研究的基础上,针对城市商业热点对交通流的导向性影响,引入商业热点吸引子的概念并合理概化其作用模式,利用元胞模拟这一非线性过程研究工具,对具有双向通路的准二维交通流进行了初步建模及模拟计算.计算结果表明,商业热点吸引子的引入以及基于元胞方法的交通流模拟可以反映出较为复杂的城市交通基本特征,是交通流模拟的有效研究手段. 展开更多
关键词 商业热点 交通流 元胞方法
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基于洪水过程的黄河下游游荡型河段冲淤特性研究
9
作者 孙东坡 张晓雷 +2 位作者 王鹏涛 刘明潇 董明家 《浙江水利科技》 2014年第5期30-33,37,共5页
为了把握洪水泥沙过程对黄河下游游荡型河段河床冲淤调整的影响,通过平面二维水沙数值模拟与实测资料分析,进行了不同水沙过程下黄河下游河道冲淤规律的探讨。研究发现不同洪水泥沙过程对河槽的调整塑造有明显不同的影响,大洪峰流量塑... 为了把握洪水泥沙过程对黄河下游游荡型河段河床冲淤调整的影响,通过平面二维水沙数值模拟与实测资料分析,进行了不同水沙过程下黄河下游河道冲淤规律的探讨。研究发现不同洪水泥沙过程对河槽的调整塑造有明显不同的影响,大洪峰流量塑造的河槽在非洪峰期难以维持原有输沙强度。主槽累积刷槽效应与洪水泥沙过程有很好的响应关系,塑造出最适宜河床断面形态的洪水过程才能实现最佳输沙效率。在不同量级漫滩洪水条件中,对应洪峰6 000m3/s的洪水过程,塑造的断面形态具有最大累积刷槽效应,故可采用其作为黄河下游漫滩洪水的调控指标。 展开更多
关键词 洪水过程 河床形态 黄河下游 响应 累积效应
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典型堤防溃口水力特性的试验研究 被引量：3
10
作者 李晓晨 马洪福 +1 位作者 刘明潇 董明家 《中国农村水利水电》 北大核心 2020年第8期182-187,共6页
堤防溃口水流十分复杂,了解其水力特性是溃口堵复的基础。利用聚类分析确定的典型溃口特征值,建立了溃口水力模型,进行了溃口流场流态与基本水力要素的观测试验。针对堤防溃口区的复杂流态,利用VDMS系统记录分析了水流流速在溃口区域的... 堤防溃口水流十分复杂,了解其水力特性是溃口堵复的基础。利用聚类分析确定的典型溃口特征值,建立了溃口水力模型,进行了溃口流场流态与基本水力要素的观测试验。针对堤防溃口区的复杂流态,利用VDMS系统记录分析了水流流速在溃口区域的分布特性,对堤防溃口中后期水力参数变化规律进行了归纳总结。试验结果表明流场流速最大点出现在溃口口门处,流速一般在4.81~5.80 m/s;溃口下游两侧洪泛区存在大范围涡流现象,回流流速一般在0.64~0.92 m/s;溃口上下游水位~流量与水位~流速的变化规律具有互补性特点,溃口无量纲水位差与单宽水流功率和水深存在相关关系;研究成果深化了对溃口水力特性的认识,为溃口堵复技术研究提供了技术参数。 展开更多
关键词 堤防溃口 模型试验 流场 水力特性 VDMS
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