船闸水动力学数值模拟与工程应用研究(杨忠超,陈明)思维导图
三章水动力学理论基础ppt课件
A 断面为dA ，其上的流速为u ，则微小流
1
束通过的流量为 dQ udA
2
u dQ
2
dA
Q dQ udA
1
Q
A
§3-2 描述液体运动的概念
3.断面平均流速：
u
以一个设想的流速（）代替
各点的实际流速，该流速就
u=v
称为断面平均流速。
以断面平均流速 通过过水断面的流量与以实
际流速流过该过水断面的流量相等。
u22 2g
hw
………④
§3-4 一维恒定总流的能量方程
不可压缩液体恒定元流的能量方程，又称伯诺 力方程。反映了恒定流中沿流各点的位置高度z、 压强p和流速u之间的变化规律。 2.能量方程的物理意义和几何意义 1)物理意义
伯诺力方程中的三项分别表示单位重量液体的 三种不同的能量形式：
Z1
p1
u12 2g
压强场可以表示为：
p px, y, z,t
令（x,y,z）为常数，t为变数，可以得出不同 瞬时通过空间某一定点的液体流速或压强的变化 情况。
令t为常数，x,y,z为变量，则可得出同一瞬时 在流动场内通过不同空间点的液体流速和压强的 分布情况。
§3-2 描述液体运动的概念
§3-2 描述液体运动的概念
Q AudA A
Q
A
总流的流量Q就是断面平均流速 与过水断面面
积A的乘积。
§3-3 一维恒定总流的连续性方程
§3-3 一维恒定总流的连续性方程
一维恒定总流的连续性方程是质量守恒定律
的一种特殊形式。
取一恒定流中的流管，在dt
2
时间内，从dA1流入的质量 1 为1u1dA1dt，从dA2流出的 dA1
高水头船闸阀门段体型优化三维数值模拟
高水头船闸阀门段体型优化三维数值模拟杨忠超;杨斌;陈明栋;胡雪梅【摘要】采用动网格技术和VOF方法对阀门开启过程进行非恒定流三维紊流数值模拟,分析阀门段水流急变分离的流态、流速、压力等水力特性参数的时空演化规律,分析出现空蚀危险的区域和时刻.针对阀门后突扩体顶板和升坎凸弧处出现的较低负压问题,提出8种体型方案,并分析体型参数对流速、流态、压强分布的影响,遴选出最佳体型.分析结果表明,方案3的顶板压强最大,方案8的升坎凸弧处压强最大.【期刊名称】《水利水电科技进展》【年(卷),期】2010(030)002【总页数】5页(P10-13,57)【关键词】高水头船闸;阀门;紊流数值模拟;动网格;空蚀;体型优化【作者】杨忠超;杨斌;陈明栋;胡雪梅【作者单位】重庆交通大学内河航道整治技术交通行业重点实验室,重庆,400074;重庆交通大学内河航道整治技术交通行业重点实验室,重庆,400074;重庆交通大学内河航道整治技术交通行业重点实验室,重庆,400074;重庆交通大学内河航道整治技术交通行业重点实验室,重庆,400074【正文语种】中文【中图分类】U641.3+3由近年国内、外船闸建设状况可知,越来越大的船闸规模及越来越高的水头是现代船闸的发展趋势。
船闸输水阀门每天频繁操作,工作条件复杂,在非恒定高速水流作用下,极易在阀门段、分流口等部位形成空化,严重时可能导致阀门及输水廊道空蚀破坏,威胁建筑物及通航安全,因此,输水系统阀门段的空化问题是高水头船闸设计的关键技术难题[1-4]。
乌江银盘枢纽船闸设计最高通航水头达36.46m,为目前国内已建和在建船闸中最高的水头,是世界排名第3的单级船闸。
在物理模拟试验和数值计算中,阀门段空腔内均出现负压,尤其在升坎反弧处水流脱离边壁,负压尤为明显。
并且,该处负压接近廊道边壁,容易对建筑物造成空蚀破坏。
采用数值模拟手段研究阀门廊道中的流场特性具有优化体型方便、节约财力、节省时间、不存在比尺效应等优点,是物理模型试验研究的有力补充手段。
省水船闸发展及研究现状
省水船闸发展及研究现状王晓青1，刘畅2(1.重庆交通大学西南水运工程科学研究所，重庆 400016；2.广东省航道局，广东 510115)摘要：省水船闸对于充分利用和保护水资源具有重要的意义。
本文简述了省水船闸的特点及发展情况，分析了省水船闸的类型和工作原理，总结了国内外相关研究内容与现状。
指出在国家倡导可持续发展、节能减排的方针引导下省水船闸广阔的发展前景。
关键词：省水船闸；现状；水资源保护；可持续发展The Development and Research Status of Water-saving Ship LockWang Xiao-qing1, Liu Chang2(1.Chongqing Jiaotong Univ.Southwest Research Institute of Water Transport Engineering, Chongqing 4000162.Guangdong provincial waterway bureau, Guangzhou: 510115)Abstract: The water-saving ship lock has important significance for utilizing and protecting water resource. This paper introduces the features and development of water-saving ship Locks, analyzes the types and theories of water-saving ship Locks, Summarize current research status, and points out wide development prospects of water-saving ship lock under the guideline of sustained development，energy saving and emission reduction.Key words: Water-saving ship lock; Current situation; Water resources protection; Sustained development1 省水船闸的概念及特点船闸是通航建筑物的主要型式之一，经过长期的发展，船闸技术成熟，运行稳定可靠。
2020水利一级建造师思维导图及记忆口诀(勘测与设计)
2020水利一级建造师思维导图及记忆口诀(勘测与设计)1F 水利水电工程勘测与设计1F 水利水电工程技术1F 测量仪器的使用常用测量仪器及其作用在水利水电工程勘测与设计中，常用的测量仪器包括全站仪、电子经纬仪、水准仪等。
全站仪主要用于进行水平角、垂直角和距离的测量，电子经纬仪主要用于测量地理位置，水准仪主要用于测量高程。
这些仪器的使用可以提高勘测与设计的精度和效率。
水利水电工程施工测量的要求在水利水电工程施工过程中，测量工作是不可或缺的。
为了保证施工的质量和进度，施工测量需要遵循一定的基础知识和要求。
其中，高程是一个重要的概念，黄海平均海面作为“1985国家高程基准”可以作为高程的参考。
此外，地图的比例尺和比例尺精度也是施工测量中需要考虑的因素。
施工放样的基本工作施工放样是施工测量的重要环节之一。
在开挖工程测量中，需要进行挖方放样和挖土放样；在立模与填筑放样中，需要进行基础放样、立柱放样、墙体放样、梁板放样等。
这些放样工作需要严格按照设计图纸进行，保证施工的准确性和安全性。
开挖工程测量在水利水电工程施工中，开挖工程测量是一个重要的环节。
开挖工程测量需要进行挖方放样和挖土放样，并进行深度和坡度的测量。
这些测量数据需要及时反馈给施工方，以便调整施工进度和质量。
立模与填筑放样【案例点】立模与填筑放样是水利水电工程施工过程中的重要环节。
在立模过程中，需要进行基础放样、立柱放样、墙体放样等；在填筑过程中，需要进行坝壳、心墙、斜墙的填筑放样。
这些放样工作需要按照设计图纸进行，保证施工的准确性和安全性。
施工期间的外部变形监测在水利水电工程施工过程中，外部变形监测是一个重要的环节。
外部变形监测可以及时发现工程变形情况，保证施工的安全性和质量。
外部变形监测主要包括地面沉降监测、裂缝监测、位移监测等。
竣工测量水利水电工程竣工测量是工程竣工之前必须完成的工作之一。
在竣工测量中，需要测绘建筑物的高程平面图或纵横断面图，以及进行边线测量并绘成图表。
流体力学水利学第三章水动力学复习资料课件PPT
t = t0 ＝ 给定时刻， （x，y，z）＝ 变数
（x，y，z）＝ 给定 点，t ＝ 变数
同一时刻，不同空间 点上液体质点的流速 分布，即流场。
不同液体质点通过给 定空间点的流速变化
2.液体质点运动描述 1）质点运动速度
u=ux+uy+uz
z
ux= ux( x,y,z,t )
uy= uy( x,y,z,t ) uz
F pdA p dpdA gdAdz
2、 微分流段质量与加速度的乘积 Ma dAds du
dt
F Ma 即pdA p dpdA gdAdz dAds du dt
对于恒定元流，u us
du dt
du ds ds dt
u du ds
d u2
ds
2
pdA p dpdA gdAdz dAds du
3、流动稳定性演示
恒定流—运动要素不随时间变化
v=v(x,y,z,), p=p(x,y,z)
3、流动稳定性演示
非恒定流—运动要素随时间变化
v=v(x,y,z,t), p=p(x,y,z,t)
三、均匀流与非均匀流
1、均匀流（Uniform flow）
（1）定义：流线为相互平行直线的水流 或流线上的速度矢量都相同。
二、恒定流与非恒定流
1、恒定流（Steady flow）
所有运动要素≠f(t)-----不随时间变化 u=u(x,y,z), p=p(x,y,z)
ux/t= uy/t= uz/t=p/t=0
2、非恒定流（Unsteady flow）
任一运动要素=f(t)-----随时间变化 u=u(x,y,z,t)或 p=p(x,y,z,t)
因此，该方法在工程上很少采用, 但这个 方法在波浪运动中、PIV水流量测等问题研究中 多用这个方法。
第三章 水动力学基础 ppt课件
F y
Q( 2v2z 1v1z )
F z
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恒定总流动量方程建 立了流出与流进控制体 的动量流量之差与控制 体内流体所受外力之间 的关系，避开了这段流 动内部的细节。对于有 些水力学问题，能量损 失事先难以确定，用动 量方程来进行分析常常 是方便的。
水排
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水排简介
东汉初（公元31年）杜诗制造的 “水排”，利用溪水流作原动力， 转动鼓风机械供冶炼和铸造铁器农具。这种水平装置的转轮，利 用水流动量原理，是近代水轮机的先驱。水排主体包括装在同 一主轴上的两个水平木轮，将装有叶板的下轮放在河中，水流 冲击叶板即使下轮转动，上轮也同时转动，再带动旁边的绳轮 和连杆、平轴等传动机械，使鼓风的皮囊一开一合地连续运动， 即可把空气送到炼铁炉内。这种利用水流作用力推动轮叶的作 法，是完全和现代水力学的理论相符的，用于冶金、筛面、舂 米、磨面、纺纱和提水扬水工具。
第三章 水动力学基础
本章学习基本要求：
了解描述流体运动的两种方法； 理解流动类型和流束与总流等相关概念； 掌握总流连续性方程、能量方程和动量方程及其应用； 理解量纲分析法。
1
ppt课件
第三章 水动力学基础
3.1 描述液体运动的两种方法
3.2 液体运动的基本概念
3.3 恒定总流的连续性方程
3.4 恒定元流的能量方程
定。 18
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弯管内水流对管壁的作用力
管轴竖直放置
1
管轴水平放置
1 2
V1 Rz
R
P1=p1A1 z
Fx V2
G
2
V1
P1=p1A1
x y
x y
P2=p2A·2
河口、海岸水动力模拟技术_2014_12
Gauss消去法(第一次消元)
考虑方程 a x1 a x2 a xn b a x1 a x2 a xn b (1) (1) 组A x=b (1) (1) (1) (1) a x a x a x b n1 1 n2 2 nn n n 第一次消元用第一个方程将后面方程的x1消去.
Gauss消去法(第k次消元)
aij aij mi1a1 j , bi
第一步消元的计算公 ( 2) (1) (式 2) (1) (1)
bi mi1b1(1) ,
类似可以得到第k步消元的计算公式
( k 1) (k ) (k ) aij aij mik akj ,
(k ) bi( k 1) bi( k ) mik bk ,U,V来自W为x,y,z 方向上的流速分量。
η（ｘ，ｙ，ｔ）为距平均海平面的自由表面水位。 ｈ（ｘ，ｙ）为平均海平面距底部边界的水深。 ＡＨ为水平扩散系数。 ＡＺ为垂直涡动系数。
初始条件
边界条件 岸边界：法向流速为零。 水边界：给定潮位过程。
Saint Venant 方程
A 过水断面面积，Q为流量，Q=Bhu，B为河宽， h为水深，u为断面平均流速。 分别为水面剪切力与水底剪切力 Zb 为水底的竖向坐标位置
河口、海岸水动力模拟的发展方向
1、资料同化将是河口数值模型发展和结合的一个新技 术切入点,也是带动河口动力数字模拟技术革新的一种 重要方法.
2、数字河口动力模型
1、河口模型四维资料同化 四维同化在河口中的一类主要应用是为河口 数值模式提供优化的初始状态,从而校正不合 理的边界条件所带来的偏差,提高模拟精度. 变分同化技术还可应用于确定河口模式中的 未知参数. 例如确定了潮汐河口的摩擦系数, 通常这种系数是通过经验获得的. 另外,河口模式的外部强迫场(如风场、海气界面的热通量等)都可以通过这种技术反演 出来.
流体力学课程内容思维导图设计及教学应用
流体力学课程内容思维导图设计及教学应用作者：刘岩李敏来源：《中国教育技术装备》2019年第22期摘; 要将思维导图法应用于流体力学课程教学中，以更好地讲解知识点之间内在关系。
分别设计用于章节概览、知识点小结、章节总结等方面的思维导图，将这些思维导图用于课程的课前预习、课堂学习和课后总结教学活动中，发现思维导图有助于提高流体力学课程教学质量。
本研究结果可供流体力学课程教学参考。
关键词流体力学;思维导图;教学方法;逻辑关系中图分类号：G642; ; 文献标识码：B文章编号：1671-489X（2019）22-0038-04Mind Mapping Design and Teaching Application of Fluid Mecha-nics Course Content//LIU Yan， LI MinAbstract The mind mapping method is applied to the teaching of fluid mechanics to better explain the internal relationship among knowledge points. This paper has designed mind maps for chapter overview， knowledge points summary， chapter summary and so on. These mind maps are used in the teaching activities such as pre-class preparation， classroom learning and after-school summarization. It isfound that the mind maps help to improve the teaching effect of the fluid mechanics course. The results of this study can be used as a reference for the teaching of fluid mechanics.Key words fluid mechanics; mind map; teaching method; logical relation1 引言流体力学课程是热能与动力工程专业的重要专业核心课，是进一步学习流体输配管网、空气调节、建筑环境学、制冷原理与技术、泵与风机等课程的基础，具有举足轻重的专业地位。