船闸分散输水系统错孔相向射流流动特性研究

　　错孔相向射流是船闸分散输水系统中重要、基本的流动现象。《船闸分散输水系统错孔相向射流流动特性研究》基于错孔相向射流实验系统，采用二维粒子图像测速系统，分别对特定流动条件（有限空间中单孔射流）和常见流动条件下的错孔相向射流进行了系统的实验研究，研究内容主要包括有限空间中单孔射流流场的分区结构及流动特性、错孔相向射流流场的分区结构及可靠性、错孔相向射流的流动特性及相互作用机制等。这些研究成果不仅对认识错孔相向射流流动结构、揭示射流间相互作用机制有着重要的理论意义，而且对简化同类输水系统布置、提高输水效率和增加通过能力等具有重要的工程实践意义。《船闸分散输水系统错孔相向射流流动特性研究》可供船闸水力学领域研究人员、工程设计人员参考使用，也适合水力学及河流动力学、水利水电工程和港口、海岸及近海工程等相关专业学生阅读学习。

　　张星星，男，讲师，毕业于重庆交通大学水利工程专业。主要从事流体力学、射流力学及通航水力学的研究工作，在《Water》、《水科学进展》、《水利水电技术》、《重庆交通大学学报（自科版）》、《水运工程》、《水电能源科学》、《结构工程师》等国内外期刊上公开发表论文10余篇，其中SCI/EI检索2篇。主持省部级纵向科研项目1项，主研国家自然科学基金项目1项、省部级纵向科研项目3项，横向科研项目10余项。

章 错孔相向射流研究概述%
1.1错孔相向射流研究背景
1.2错孔相向射流研究现状
1.2.1闸墙长廊道侧支孔输水系统研究
1.2.2闸底长廊道侧支孔输水系统研究
1.2.3射流研究方法
1.2.4壁面射流研究
1.2.5错孔相向射流研究难题
本章小结
第二章 错孔相向射流实验系统及实验基础
2.1错孔相向射流实验系统
2.1.1射流实验系统
2.1.2供回水系统
2.2粒子图像测速系统
2.2.1硬件模块
2.2.2软件模块
2.2.3测量布置
2.3坐标系统
2.4实验方案
2.4.1主要影响因子的选取
2.4.2初始水深及入射流速
2.4.3实验工况
2.4.4实验具体步骤
2.5计算速度场与实验系统稳定性分析
2.5.1u速度值计算稳定性分析
2.5.2u速度剖面分布稳定性分析
2.6实验难点及解决措施
2.6.1实验装置的设计及建设
2.6.2二维PIV系统的硬件模块
本章小结
第三章 有限空间中单孔射流流场分区结构及流动特性
3.1有限空间中单孔射流流场分区结构
3.2实测流场可靠性检验
3.2.1I区水平面u速度分布检验
3.2.2区中垂面um速度分布检验
3.3垂直挡板影响区特征物理量统计
3.3.1垂直挡板影响区速度剖面分布
3.3.2垂直挡板影响区速度半宽值分布
3.3.3垂直挡板影响区速度衰减
3.3.4垂直挡板影响区紊动特性
3.4近壁区特征物理量统计
3.4.1近壁区速度剖面分布
3.4.2近壁区速度半宽值分布
3.4.3近壁区速度衰减
3.4.4近壁区紊动特性
本章小结
第四章 错孔相向射流流场分区结构及可靠性
4.1错孔相向射流流场的分区结构
4.2错孔相向射流流场分区结构的可靠性分析
4.2.1紊流涡黏度和紊动能
4.2.2分区结构可靠性分析
4.3探寻未受影响区和相向掺混区分界点位置
4.3.1分界点位置识别方法
4.3.2识别结果分析
4.3.3分界点位置的可靠性检验
4.4错距和流速比与相向掺混区长度的关系
本章小结
第五章 错孔相向射流流动特性及相互作用机制
5.1相向掺混区u速度剖面分布
5.1.1对比有限空间中单孔射流u速度剖面分布
5.1.2 错距对u速度剖面分布的影响规律
5.1.3流速比对u速度剖面分布的影响规律
5.2相向掺混区主射流内侧展向半宽值分布
5.2.1错距对主射流内侧展向半宽值分布的影响规律
5.2.2流速比对主射流内侧展向半宽值分布的影响规律
5.3相向掺混区主射流轨迹线速度衰减变化规律
5.3.1错距对主射流轨迹线速度衰减变化的影响规律
5.3.2流速比对主射流轨迹线速度衰减变化的影响规律
5.4错孔相向射流流场中漩涡分布特性
5.4.1不同错距条件下错孔相向射流流场中漩涡分布
5.4.2不同流速比条件下错孔相向射流流场中漩涡分布
5.5相向掺混区紊动特性
5.5.1对比有限空间中单孔射流紊动特性
5.5.2错距对相向掺混区紊动特性的影响规律
5.5.3流速比对相向掺混区紊动特性的影响规律
本章小结
第六章 研究总结
参考文献