刘刚
- 作品数：16 被引量：47H指数：4
- 供职机构：三峡大学水利与环境学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：水利工程建筑科学天文地球更多>>
- 基于水气两相流的海拔高程对某电站溢洪道泄洪雾化的影响分析
- 2024年
- 海拔高程增加所引起的气象条件的改变会对泄洪水舌的运动产生影响,进而影响泄洪雾化风场及雨场的时空分布。为此,基于水气两相流理论,考虑不同海拔高度的环境压强、温度、粘滞性及空气密度等参数的变化,采用数值模拟的方法研究了海拔高程对泄洪雾化的影响。结果表明,相同泄洪条件下,泄洪稳定后的压强值随海拔升高无明显增加趋势,然而海拔越高,水舌空中运动所受空气阻力越小,相同条件下落水点压强增幅越大;温度降低带来的水的粘滞性增加对水雾运动影响较小,海拔高程越高,雾化风速到达最大值的时间越早,所能达到的最大值也越大;泄洪稳定时近地表雾化降雨强度随海拔高程的增加而增大,与海拔高程呈近似线性关系,此外强降雨范围随海拔的升高而逐渐扩大。
- 张艳玲童富果刘刚
- 关键词：泄洪雾化水气两相流数值模拟
- 考虑孔隙气压力影响的边坡稳定分析被引量：4
- 2017年
- 降雨入渗过程中孔隙气压力变化是影响边坡稳定的重要因素,为了分析这种影响,提供一种考虑孔隙气压力影响的边坡稳定分析方法。首先基于水气两相流的理论与方法,计算降雨入渗下坡体的孔隙水压力、孔隙气压力和饱和度的分布,并获取降雨入渗过程中孔隙气压力引起的荷载变化量。而后,结合非饱和土抗剪强度理论及剩余推力法,将孔隙气压力引入到边坡稳定分析中,并以谭家河滑坡为例模拟分析考虑孔隙气压力对边坡稳定的影响。结果显示,降雨导致坡体表层趋于饱和,在坡表与滑带之间的孔隙气压变化较为敏感,而沿滑床向深层方向传递过程中孔隙气压发生衰减;坡体表层饱和区孔隙水压力通过孔隙气向坡脚传递,形成沿坡脚方向的孔隙气压力梯度,增大了滑体的下推力。结果表明,在相同的渗流条件下,考虑孔隙气压力的影响使同一滑动面上的安全系数降低,对边坡稳定分析不利。该方法在坡体濒临失稳时考虑孔隙气压力作用影响显著,对反映某些具体工程滑坡现象更加符合实际。
- 程庆超童富果刘刚薛松
- 关键词：边坡稳定剩余推力法孔隙气压力水气两相流降雨入渗
- 水灰比对混凝土毛细吸力的影响被引量：3
- 2022年
- 毛细吸力为非饱和混凝土中驱动孔隙水-气流动、控制材料收缩开裂的重要作用力,其大小取决于混凝土细观孔隙结构,与混凝土的主要指标—水灰比密切相关。因此,基于相对湿度法,研发了一套非饱和混凝土毛细吸力的间接测试装置及方法,分析不同水灰比条件下毛细吸力的演化特征,并从孔隙尺度探析了毛细吸力演变的内在机制。结果表明,毛细吸力随水饱和度的减小呈非线性增长趋势,饱和度越低增长速率越大;水灰比减小会导致混凝土孔隙更加细密,从而使毛细吸力增大。
- 宋涛童富果薛松刘刚刘畅
- 关键词：混凝土水灰比饱和度孔隙结构
- 考虑掺混程度的水气混合流体动力黏滞性模型被引量：1
- 2019年
- 水气混合流体动力黏滞性是数值模拟水气混合流体流动的关键参数,其大小受掺气量、水气掺混程度和温度等因素的影响。然而,现有的水气混合流体黏滞性模型大多仅考虑了气体掺量的影响,导致不同模型之间的差异性较大,同一气体体积分数条件下,不同黏滞性模型得到的水气混合流体黏滞系数相差可达到两个量级。该文结合试验测试、理论推导以及数值模拟等手段,提出了一种水气混合流体黏滞性测试方法,利用纯水对该测试方法进行了验证,试验测试结果验证了该方法的正确性和可行性。在此基础上,通过定义表征气体掺混程度的参数,推导了一个能够同时考虑掺气量及掺混程度的水气混合流体黏滞性模型,并分析了水气混合流体黏滞性随掺气量及掺混程度的变化规律。
- 刘刚童富果刘创谭鹏陈旺旺
- 关键词：计算流体力学
- 基于水气两相流的水布垭电站泄洪雾化有限元分析被引量：3
- 2020年
- 泄洪雾化实际上是水气两相流体混合运动的过程。笔者从描述流体运动的质量守恒以及动量守恒方程出发,建立描述泄洪雾化的数学模型,采用有限元法求解模型。求解过程中采取了相应的非线性项求解策略,解决了求解过程中的数值收敛性与稳定性问题。通过与传统的方腔驱动流动算例进行对比,验证了模型的正确性。根据水布垭电站溢洪道及河谷地形地貌建立了三维有限元计算网格,并对其泄洪过程进行了数值模拟,通过与泄洪实测数据对比发现,该数值方法对泄洪雾化过程中的风场、雨场具有较强的预测能力。
- 刘刚童富果田斌
- 关键词：水气两相流泄洪雾化流体力学有限元法
- 非饱和黏土受冻融影响的渗透性演化试验研究被引量：3
- 2018年
- 土体的渗透性是评价其抗冻性能的重要指标,在冻融循环条件下,土体结构及孔隙特征改变,导致渗透性能产生差异。为研究非饱和黏土受冻融影响的渗透性演化规律,针对不同饱和度和密实度的试样,开展了冻融循环条件下黏土的渗透性测试。结果表明:随着冻融次数的增加,黏土的渗透系数先快速增大而后逐步趋于稳定,并且这种变化趋势受到饱和度和密实度的影响;饱和度越高,渗透系数增量和增长率越大;密实度越高,冻融对渗透性的影响越小,冻融过程中渗透系数能更快达到稳定状态。最后根据试验结果提出了包含冻融次数、饱和度和密实度的渗透系数演化模型。
- 钟佳思童富果刘畅刘刚刘创
- 关键词：渗透性冻融循环饱和度密实度非饱和土
- 基于水气两相流的泄洪雾化机理及规律研究被引量：4
- 2020年
- 泄洪雾化是水利工程中常见的水气掺混现象,通常伴随着强风和强降雨,研究其形成机理与变化规律对保障设备、环境和人员的安全具有重要意义。基于水气两相流理论并采用有限单元法模拟了水布垭溢洪道的泄洪过程,从而分析了雾化的形成机理和时空变化规律,讨论了下泄流速和下泄流量对雾化的影响。结果表明:所采用的模型和算法能较好地模拟泄洪雾化过程;下泄水流经溢洪道相对负压区掺气形成高掺气水流,继而在水舌落水点附近受压力梯度驱动释放气体,该过程中产生的水雾和风动是泄洪雾化形成的重要原因。根据风速和雨强等参量的时空变化规律,泄洪雾化在时间上可分为起泄、波动、过渡和稳定四个阶段,在空间上可分为负压影响区、暴雨区、溅雨区、雾流降雨区、薄雾区和无影响区六个区域。随着下泄流速和下泄流量的增加,风速和水雾浓度递增,流体压强先减后增,可为比较不同泄洪工况下的雾化情况提供参考。
- 张袁宁刘刚童富果
- 关键词：泄洪雾化水气两相流有限单元法数值模拟雾化机理
- 自然条件下坡面降雨入渗测试研究
- 2018年
- 为探究自然条件下降雨过程中水气耦合作用机制,进行了野外边坡降雨入渗测试研究,通过自行设计的试验装置实现了对自然降雨过程的实时监测,并解决了传感器埋设引起的边壁漏气问题。坡体不同深度处含水率及孔隙气压力变化的监测结果表明,降雨入渗引起了边坡孔隙气压力增长,说明自然条件下边坡能够形成良好的气密性环境;天然坡体的不均匀性和孔隙连通的复杂性导致降雨入渗引起的孔隙气压力水头最大值远大于降雨水深;在间歇降雨条件下,雨水对孔隙气体的挤压作用随时间过程累积。
- 刘创童富果刘刚刘畅钟佳思
- 关键词：降雨入渗孔隙气压力含水率
- 考虑温湿耦合的混凝土导热性测试研究被引量：4
- 2021年
- 混凝土导热系数是大坝温控仿真计算中的重要参数,其数值大小不仅受混凝土各项组成成分影响,还与温度和湿度密切的相关。为了较为准确量化温度及湿度对导热系数的影响,基于傅里叶热传导定律,首先提出了一种能够同时考虑温度及湿度影响的混凝土导热系数测试方法,然后构建了相应的测试系统,最后对不同温度和湿度条件下的混凝土导热性进行了测试研究。通过获取外界温度剧烈变化条件下混凝土内部的热响应数据,采用最小二乘有限元方法反算得到导热系数,结果表明,该测试方法能够同时考虑温度及湿度作用对混凝土导热性的影响。混凝土导热系数随着温度的升高而呈现先减小后增加的非线性变化趋势,在0℃左右取得最小值;混凝土的导热系数随着湿度的增加而单调增大,湿度较低时,增长的速率较大,混凝土湿度较高时,增长的速率较小。
- 管锦坤童富果刘刚刘畅宋涛
- 基于电阻率法的混凝土龄期等效方法被引量：1
- 2016年
- 混凝土龄期是反映自身硬化程度的指标,通常直接将混凝土强度与龄期对应来实现龄期等效。鉴于传统直接法具有离散性较大和费时费力等缺点,引入电阻率法建立混凝土电阻率与龄期的对应关系,从而实现混凝土龄期等效。该方法与其他龄期等效模型比较结果表明,该等效方法是合理、可行的,且与传统方法相比,具有直接、快速、实时性等特点。研究成果可为混凝土龄期等效研究提供新思路。
- 王军童富果郝霜刘刚陈玲
- 关键词：混凝土电阻率法混凝土龄期
