防波堤周圍的渦流是近年來研究潛堤和直立堤不完全立波水力特性時發現的一種新的物理現象，這種現象是以理想流體勢流理論為基礎的水波動力學無法解釋的。針對防波堤周圍的渦流形成機理及其對建筑物影響的深入研究，將促進水波動力學由以理想流體為對象到面向真實流體這一基礎研究的發展。本課題以垂向二維斷面流場為對象，采用粒子圖像流速測量技術和考慮流體粘性和紊動特征的數值波浪水槽研究不同堤身斷面形狀、不同透水性下防波堤周圍流場特征、流速分布、時變特性，由此確定渦流發生條件、類型與尺度、演變過程，并分析這些特性對防波堤堤前沖刷、波壓力、反射、越浪特性的影響。提出更合理更有效的防止防波堤堤前沖刷的應對措施，科學預報防波堤水力特性，提高防波堤安全水準，優化新型防波堤結構。本項目的成果可直接應用于列入國家中長期科學發展規劃綱要交通運輸基礎設施建設與養護技術及裝備優先主題的離岸深水筑港技術專項。 2100433B

膨脹土是一種典型的裂隙性土，在干燥環境中很容易產生龜裂，從而對土體的工程性質產生重要影響，并導致各種工程問題。然而，看似簡單的龜裂現象卻具有非常復雜的發生發展過程，其形成機理和內在本質一直是國內外學者面臨的難題，成為解決工程中膨脹土龜裂問題的主要障礙。本項目立足于膨脹土龜裂形成過程的動態特征，采用試驗與理論分析相結合的方法，分別從土力學、土質學和土結構的角度對膨脹土龜裂的形成機理及其對工程性質的影響開展系統性研究。具體內容包括：膨脹土的水理性質及水分蒸發速率對龜裂形成和演化過程的控制作用；膨脹土龜裂形成過程中關鍵力學參數的發展規律；膨脹土宏觀龜裂現象與微觀結構特征的內在聯系；龜裂對膨脹土工程性質的影響及定量評價。該項目的開展為幫助人們從科學上進一步掌握膨脹土龜裂的本質規律提供理論基礎，對工程中膨脹土材料的合理利用、避免和防治膨脹土龜裂引起的工程問題具有重要指導意義。

在進氣過程中形成的繞汽缸軸線有組織的氣流運動，稱為進氣渦流。發動機進氣渦流的產生方法主要有螺旋氣道和切向氣道，這兩種氣道在形成缸內進氣渦流時的原理有所不同。

在吸氣過程中產生進氣渦流的常用方法有兩種。

進氣渦流切向氣道

一種是氣流沿著氣缸壁切線方向進入氣缸并在旋轉運動中轉向兩邊及向下。切向氣道是實現這種結果的方法之一，切向氣道的氣道是直的，氣流沿著所希望的切向方向進入氣門的入口，在氣門頭人口周邊的速度分布，它明顯不均勻。另外，也可用導氣屏的方法產生渦流，在氣門頭入口周邊的速度分布，由于導氣屏的阻擋，大量的氣流從導氣屏以外的空間流入氣缸，從而產生相對于氣缸軸線的角動量，但是這種方法容易使氣門變形，加工復雜，多用于科研用機型。

進氣渦流螺旋氣道

第二種廣泛采用的方法是采用螺旋氣道。在流體進入氣缸之前，在進氣道內圍繞氣門軸線產生旋轉運動。通常用螺旋氣道時在相同的渦流水平下可獲得更高的流量系數，因為氣門開啟面積整個周邊都可充分利用，可得到較高的容積效率。同時，螺旋氣道對于鑄造中的位置偏移不甚敏感，這是因為渦流的形成主要取決于氣門上面進氣口通道的幾何形狀而不是通道相對于氣缸軸線的位置。

對于雙進氣道內燃機，進氣渦流的大小取決于氣道的形狀、組合形式及布置位置。氣道的形狀可以是螺旋氣道和切向氣道，氣道的組合方式主要有：

①兩個并聯螺旋氣道組合；

②串聯螺旋氣道組合；

③螺旋氣道和切向氣道組合，螺旋氣道在前；

④切向氣道和螺旋氣道組合，螺旋氣道在后；

⑤兩個切向氣道組合。

兩個氣門可以菱形布置，也可以水平布置。

進氣渦流其它方式

進氣渦流就是在進氣過程中，使充人氣缸的空氣在氣缸內產生旋轉運動。產生方法如下：

1．采用導氣屏：在氣門盤上安裝導氣屏引導氣流，通過改變導氣屏包角或位置，即可改變進氣渦流強度，并且可調試到最佳位置。

缺點是進氣阻力較大，氣門必須有防轉裝置，容易造成氣門卡住和偏磨，造成密封不嚴，制造成本也較高。

這種裝置在早期應用較多，常在單缸機上使用，多用于渦流強度要求較低且轉速較低的柴油機上。

2．采用導氣座：利用氣門座一側凹縮來引導氣流，其結構簡單，阻力較小，但產生的渦流強度也小，且增加了氣缸蓋氣道的進氣阻力，它常用以氣道上進氣流動的補充措施。