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期刊信息/Journal information
水动力学研究与进展A辑
水动力学研究与进展A辑

吴有生

双月刊

1000-4874

jhdzhou@yahoo.com.cn

021-63150072

200011

上海高雄路189号

水动力学研究与进展A辑/Journal Journal of HydrodynamicsCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《水动力学研究与进展》是由中国船舶科学研究中心联合国内外70多个高等院校和科研单位以联合体办刊方式主办的，经国家批准，中文版1986年创刊，英文版1989年创刊。中文版和英文版内容互不重复，有独立的刊号：ISSN 1000-4874/CN31-1399/TK(A辑，英文名Chinese Journal of Hydrodynamics)和ISSN 1001-6058/CN31-1563/T(B辑，英文名Journal of Hydrodynamics, Ser. B)。两刊都是全国性学报类学术刊物，国家核心期刊，国内外公开发行。主要刊载能源开发、船舶与海洋工程、水利工程、机械工程、反应堆工程、石油化学工程、环境工程、生物工程诸领域中与水动力学学科有关的未曾公开发表的高水平的数学物理模型和方法、数值模拟、试验技术等原创性的研究论文、前沿研究综述和研究快报。 本刊B辑在上一世纪90年代初就是EI数据库核心期刊（Compandex）收录源。2006年起由Elsevier出版集团向全球公开发行电子版，可在Science Direct上全文检索该刊的论文。2008年起是SCI的收录期刊源，Journal of Hydrodynamics 2010年度SCI的影响因子是1.475。2012年在中国3533种科技期刊中被评为“中国最具国际影响力学术期刊”（The Highest International Impact Academic Journal of China）。 A辑也被评为“中国国际影响力优秀学术期刊”。自2012年起Journal of Hydrodynamics 每期至少刊登4篇国外投稿的学术论文。A辑也自2008年起由Scoups数据库收录。 《水动力学研究与进展》的学术影响力还体现在举办学术会议上，该刊自创刊起每年举办一届有百人以上参加的全国水动力学研讨会，至今已办了24届。每届研讨会选择优秀论文在本刊A，B辑上发表，还会发掘优秀青年人才培养，推荐进入本刊编委会。此外，还举办过三次国际水动力学学术会议。1994年由该刊编委会发起联合国内、外众多学术团体在中国无锡创办了国际水动力学学术会（International Conference on Hydrodynamics, ICHD），此后ICHD成为每两年举办一届的有影响的国际会议，至今已办了10届，其中第九届ICHD，即ICHD-2010也是由《水动力学研究与进展》编委会主办的，在中国上海举办。此外《水动力学研究与进展》编委会还在2006年在中国上海组织举办了有百余人参加的全国水动力学学术会议（Conference of Global Chinese Scholars on Hydrodynamics）。 为扩大刊物的国际影响力，《水动力学研究与进展》编委会还邀请了30余名国际著名水动力学专家担任本刊编委会的International Advisor和Invited Members。 本刊A辑的投稿邮箱是：jhdzhou@yahoo.com.cn ,B辑有两种投稿方式，一种是通过e-mail投稿，邮箱是jhdzhou@yahoo.com.cn ,另一种是通过Elsevier采编审稿系统EES网上投稿： 。
正式出版
收录年代

    全覆盖人工生态浮岛对明渠流水动力特性的影响

    杨帆李仟吴珈莹曾玉红...
    746-755页
    查看更多>>摘要：为了研究全覆盖人工生态浮岛对于明渠水流水动力特性的影响，该文采用水槽试验的方法，开展了全覆盖人工生态浮岛作用下的水流试验。试验采用泡沫板模拟浮体结构，采用圆木棒模拟浮岛植物的水下根区，同时采用ADV测量水流紊动特性。将全覆盖生态浮岛作用下的水流在垂向上分为靠近水槽底部的间隙层和上方的浮岛层，建立了纵向流速和雷诺应力分布的双层模型，得到了纵向、横向和垂向紊动强度的垂向分布规律，三项紊动强度均在浮岛底部达到最大值，并应用混合层的概念得出了适用于不同浮岛淹没度的入侵深度公式。此外，基于实测数据的频谱分析得出双层交界处存在明显的剪切涡，而浮岛层则主要受到茎干尺度涡的影响，基于象限分析得出了间隙层的内向交互大于外向交互作用，而浮岛层的外向交互大于内向交互作用。

    全覆盖浮岛流速分布雷诺应力紊动强度明渠流

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    内外模分离的三维浅水数学模型及通量格式研究

    宗思远许栋应超及春宁...
    756-766页
    查看更多>>摘要：该文建立了一种基于非结构化网格有限体积法的三维浅水流动模型。首先，通过联合求解内外模式的控制方程，利用外模式计算垂向积分方程以获取水位，再将其代入内模式求解三维浅水运动控制方程，得到流速的垂向分布，并应用k-ε紊流模型进行紊流封闭。水平方向上采用三角形网格，以获得更好的边界拟合效果;垂向方向上采用σ坐标系，以适应地形和水面起伏。为了优选精度高、计算速度快且易于编程实现的通量计算格式，该文对HLLC格式、Osher格式、FVS格式和Roe格式4种水平通量计算格式进行比较研究，并针对溃坝、干河床斜底溃坝和风生流过程进行了测试验证。结果表明，HLLC格式计算高效，能够很好地适应干湿变化且精度较高。最后，利用HLLC格式模拟经典航槽流动，进一步证实所建立的浅水模型具备模拟复杂三维分层流动的能力。

    三维浅水方程有限体积法非结构网格通量离散格式

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    分流叶片对混流式水轮机泥沙磨损特性影响的数值研究

    周鹏孙淑贞郭鹏程师孟悦...
    767-776页
    查看更多>>摘要：在含沙水流条件下运行的水轮机，泥沙颗粒易引起过流部件材料磨损破坏、诱发不稳定流动甚至机械振动，严重影响电站的安全稳定运行及经济效益。该文采用基于颗粒输运模型耦合修正的Oka壁面侵蚀模型，联合SST k-ω湍流模型对原始混流式水轮机和转轮增加分流叶片的新水轮机方案分别开展水沙两相数值研究，以探究分流叶片对水轮机泥沙磨损特性及水力性能的影响，其中Oka壁面侵蚀模型通过修改速度指数及冲击角常数以获取更准确的壁面磨损特性。研究发现，增加分流叶片后，在90％、65％和40％额定负荷工况下，水轮机的水力效率分别提升0。3％、0。5％和0。2％。转轮叶片吸力面头部及叶片出水边附近的相对速度被降低，40％额定负荷工况下，转轮叶道中靠近压力面的旋涡结构被显著抑制。原始转轮叶片最大的泥沙侵蚀率发生在叶片出水边靠近下环附近，且随负荷的减小，叶片压力面磨损强度逐渐降低，而吸力面不同工况之间的侵蚀强度比较接近。采用分流叶片的新转轮方案，叶片表面磨损率均显著降低，这与转轮内流动结构改善，泥沙颗粒对转轮叶片的撞击速度降低有关。该文揭示了分流叶片对水轮机内部流动及磨损特性的改善作用机制，可为水轮机抗泥沙磨损优化提供参考。

    泥沙磨损分流叶片撞击速度混流式水轮机

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    基于响应面的立扁型AUV结构优化

    唐军朱娱乐秦艳霞雷文生...
    777-787页
    查看更多>>摘要：为提高水下机器人航行效率，该文应用响应面优化的方法设计并优化了一款立扁型自主水下航行器(AUV)。对水下机器人进行三维模型设计，在参数化建模的基础上计算升阻比和包络体积。采用最优拉丁超立方方法进行取样，并建立满足工程精度要求的二阶响应面模型。将升阻比和包络体积设定为优化目标，利用NSGA-Ⅱ算法对水下机器人的最佳外形结构进行求解。经过优化设计后，水下机器人的外形更加饱满，与初始设计方案相比，优化后的水下机器人的升阻比增加了12。21％，包络体积增加了 5。26％。通过水动力导数组成的稳定性判断依据，在给定速度下分析验证AUV在水平面上的运动稳定性。加工模型并进行循环水槽阻力测试实验，证明响应面模型的可靠性。该研究方法可用于优化水下机器人的外形结构，提高外形水动力性能。

    立扁型水下机器人参数优化升阻比结构优化响应面模型

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    基于响应面法的空气雾化喷嘴内流道结构优化

    方子怡钱丽娟朱晨琳乔文通...
    788-800页
    查看更多>>摘要：为了提高空气雾化喷嘴的雾化性能，该文针对外混式空气雾化喷嘴的内流道结构，采用数值模拟、响应面法和实验相结合的方式，以气相通道外收缩角α、内收缩角β和气相外侧长度i作为优化变量，以喷嘴的出口速度U为目标响应，开展喷嘴内流道结构的优化设计。通过热线风速仪、粒度分析仪及激光多普勒测速仪对喷雾场的粒径与速度进行实验测量，以验证数值模拟和响应面法优化后结果的准确性。研究结果表明:响应面法优化后的喷嘴气体出口速度较原来增加了 17。44 m/s，能量损耗降低了 39。51％;喷雾液柱周围气体分布更加均匀，有助于增加气液相对动能。优化后的喷嘴实验测量发现液滴颗粒速度增大，粒径尺寸减小，分布峰值升高且分布范围更加集中，验证了数值模拟、响应面法与实验结合的有效可行性。

    空气雾化喷嘴响应面法内流道优化数值仿真喷雾场

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    掺氢海管悬跨段的拍振耦合响应实验研究

    朱红钧唐堂谢宜蒲张文翔...
    801-810页
    查看更多>>摘要：关于大长径比柔性海底管道悬跨段的流致振动与管床拍击耦合响应的实验研究目前甚少，而掺氢输送是海洋风能、光能等新能源利用海水原位制氢后实现大规模氢能转运的重要途径，氢气的掺入使内外流耦合作用下的悬跨海管流致振动响应更为复杂，进一步影响了小间隙比下的管床拍击过程。该文在循环实验水槽中开展了近底床小间隙比柔性悬跨管的内外流耦合振动响应实验，测试了外流约化速度7。82～21。36和内流掺氢比0。0～1。0范围内的管道振动响应与管床拍击特征。研究结果表明:管内为静止液体时，悬跨管呈现二阶振动响应，掺氢后振动降阶，但随着掺氢比的增大，振动响应增强;掺氢比的增大使得发生管床拍击的临界约化速度升高，掺氢比≥0。5时，临界约化速度达到12。93;掺氢比的变化会引起振动模态的改变，从而造成管床拍击位置的时空变化，尤其在模态竞争组次，拍击长度、拍击部位均随时间波动。

    海底管道悬跨段掺氢混输涡激振动管床拍击

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    直管内黏弹性流体壁面湍流减阻的实验与RANS数值研究

    尹然袁颖曹钦亮霍富永...
    811-823页
    查看更多>>摘要：黏弹性流体湍流减阻效应极具工程应用价值和理论研究意义。该文以聚丙烯酰胺(PAM)为研究对象，开展直管内黏弹性流体壁面湍流减阻的实验与雷诺平均模拟(RANS)数值研究，研制并搭建黏弹性流体湍流减阻实验测试装置，测试分析PAM溶液减阻特性;结合黏弹性流体FENE-P本构方程和RSM各向异性湍流模型构建黏弹性流体湍流RANS控制方程，通过UDF编制黏弹性流体湍流RANS子程序并将其加载到FLUENT中，建立满足工程计算需求的黏弹性流体湍流RANS方法，揭示减阻机理。研究结果表明:随雷诺数或浓度的增加，PAM溶液减阻率均先上升再下降，最终趋于稳定;在实验温度范围(25℃～55℃)内，PAM溶液减阻率同温度呈负相关;持续剪切PAM溶液7小时，其减阻率降低约28。90％;浓度越高，PAM溶液抗剪切性与耐温性越强;相较于水，聚合物的存在极大程度地改变了黏弹性流体湍流流场结构，缓冲层范围增宽、完全湍流区变窄，雷诺剪切应力显著降低，流体瞬时脉动速度均方根峰值逐渐向管道中心移动，这表明添加聚合物后，有效抑制了湍流近壁区脉动，使得湍流耗散逐渐减弱，从而表现出减阻效果。

    黏弹性流体壁面湍流减阻特性流场结构雷诺平均模拟

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    混流泵偏工况下叶顶间隙对气液两相流动规律的影响

    闫思娜罗兴锜冯建军孙帅辉...
    824-831页
    查看更多>>摘要：气液两相流泵偏离设计工况，特别是在小流量工况下运行时，随进口含气率IGVF(Inlet gas volume fraction)的增加，泵增压能力会突然下降，并伴随剧烈振动。该文采用数值模拟方法研究了叶顶间隙分别为1。0 mm和1。7 mm的气液两相混流泵在偏工况下的气液两相流动规律，通过对比泵外特性和泄漏涡的数值模拟结果与试验结果，发现该数值模型可较准确地反应泵性能。小流量工况下，大叶顶间隙泵的熵产损失低于小叶顶间隙泵，随着IGVF增加，该差值越大;气液两相泵内的熵产主要由脉动速度引起，其次是壁面熵产，时均速度引起的熵产几乎可忽略。叶轮流道内的旋涡区、气相聚集区、高熵产区以及叶片正背面压差较小的区域位置一致，均位于叶轮叶片中间位置的压力面附近;在叶顶间隙射流的作用下，叶顶间隙越大，这些区域的面积越小。小IGVF时，两个不同叶顶间隙泵叶轮的面平均含气率大小接近;随着IGVF增加，小叶顶间隙泵的面平均含气率总是高于大叶顶间隙泵。因此，在气液两相泵中，叶顶间隙结构可在叶轮内形成高速射流，进而对流场内的不均匀气液两相流形成冲击，使流场混合得更加均匀，泵内介质可更加顺畅地流出叶轮，提高泵的运行稳定性。

    混流泵气液两相流数值模拟叶顶间隙尺寸流动规律

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    第三十五届全国水动力学研讨会成功召开

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