NACA翼型量水设施测流机理及水力优化研究

槽类量水设施的测流机理研究是灌区量水工作的基础。本项目以经典NACA翼型量水槽为研究对象，采用理论分析、模型试验与数值仿真相结合的方法，讨论其测流机理及流场特性，同时构建多目标优化体系，提出一种具有良好测流精度与适应性的新型量水设施，并将其与不同型制的量水槽进行类比研究。主要成果如下：（1）通过参数化方法与优化算法理论构建了翼型量水设施的多目标优化平台，对经典NACA翼型量水设施进行多目标水力优化并验证其可靠性。（2）完成了经典NACA翼型量水槽与优化翼型量水槽的流场结构类比研究，讨论二者的测流机理与流场结构。（3）研究了不同工况下经典NACA翼型量水槽、NACA翼型量水柱、优化翼型量水槽及巴歇尔量水槽的流场特性、测流比率、水头损失、佛汝德数等水力参数，讨论了各型量水设施的测流方式、扰流机理及流场结构等。研究成果不仅有利于进一步推动灌区节水和实现可持续发展，而且对现有水力学问题的研究也有一定的参考价值。 2100433B

槽类量水建筑物是一种灌区常见的特设量水设施，NACA翼型量水设施的经典翼面外形具有良好的流体动力特性，对其流场结构进行研究是讨论其测流机理的关键。本项目基于模型试验与数值仿真技术，通过讨论不同工况下经典NACA翼型量水槽、量水柱的过流能力范围、临界淹没度、水头损失、佛汝德数、壅水高度等相关水力参数，分析其测流机理及流场结构，并将研究成果与相似工况下巴歇尔量水槽、无喉道量水槽进行类比研究，讨论翼型外形控制方程在改变过流环境条件下的适应性，确定各量水设施的适用条件及选型标准；针对量水设施在小坡降低水头灌区易出现阻水等问题，构建自动集成与优化体系，基于参数化方法与优化算法理论，对经典NACA翼型量水设施进行多目标水力优化研究，最终提出相应的优化方法及基于该方法得到的具有良好测流精度与适应性的新型量水设施。项目成果不仅能够为灌区量水技术发展提供一定的建议，而且对现有水力学问题的研究也有一定的参考。

从超声降解有机物和超声处理废水的机理研究着手，探讨物理、化学条件以及声化学反应器的参数对降解（处理）效果的影响，明确声空化分布的规律。结合我校承担的水处理工程，进行声化学反应器的参数优化及机理研究。对具有均匀声场的大容量超声水处理反应器分别基于声学、电学、化学、机械等条件进行试验，研制基本符合大容量高效的声化学反应器。并使用研制出的声化学反应器以典型的有机物水溶液和实际工程中的污水为研究对象，在多种条件下，进行超声/臭氧协同作用降解有机物试验。利用紫外光谱仪作定波长扫描、循环状态动态测试，并利用电导仪等仪器来追踪空化进度。结合有机物降解情况，找出可使超声快速高效降解水中有机污染物的物理和化学条件。为解决声化学迟迟不能在工业上推广的瓶颈问题（缺少高效的声化学反应器）奠定研制与生产的基础；为更深入地了解超声及其联合技术降解水中有机物的机理进行基础性研究以及为这一技术的实际应用做科学储备。 2100433B

本书是作者及其研究团队在多个国家和省部级以及横向项目基础上的研究成果的总结，主要内容以风力机翼型及叶片空气动力学理论为基础，开创性地引入保角变换理论，结合泛函分析方法，提出了一系列风力机翼型参数化优化设计方法，并设计出了相对厚度在12%~40%的翼型系列；对风力机新型翼型进行了模型试制及风洞实验对比分析，验证了新设计的翼型具有较好的气动性能等。