防波堤周围的涡流是近年来研究潜堤和直立堤不完全立波水力特性时发现的一种新的物理现象，这种现象是以理想流体势流理论为基础的水波动力学无法解释的。针对防波堤周围的涡流形成机理及其对建筑物影响的深入研究，将促进水波动力学由以理想流体为对象到面向真实流体这一基础研究的发展。本课题以垂向二维断面流场为对象，采用粒子图像流速测量技术和考虑流体粘性和紊动特征的数值波浪水槽研究不同堤身断面形状、不同透水性下防波堤周围流场特征、流速分布、时变特性，由此确定涡流发生条件、类型与尺度、演变过程，并分析这些特性对防波堤堤前冲刷、波压力、反射、越浪特性的影响。提出更合理更有效的防止防波堤堤前冲刷的应对措施，科学预报防波堤水力特性，提高防波堤安全水准，优化新型防波堤结构。本项目的成果可直接应用于列入国家中长期科学发展规划纲要交通运输基础设施建设与养护技术及装备优先主题的离岸深水筑港技术专项。 2100433B

膨胀土是一种典型的裂隙性土，在干燥环境中很容易产生龟裂，从而对土体的工程性质产生重要影响，并导致各种工程问题。然而，看似简单的龟裂现象却具有非常复杂的发生发展过程，其形成机理和内在本质一直是国内外学者面临的难题，成为解决工程中膨胀土龟裂问题的主要障碍。本项目立足于膨胀土龟裂形成过程的动态特征，采用试验与理论分析相结合的方法，分别从土力学、土质学和土结构的角度对膨胀土龟裂的形成机理及其对工程性质的影响开展系统性研究。具体内容包括：膨胀土的水理性质及水分蒸发速率对龟裂形成和演化过程的控制作用；膨胀土龟裂形成过程中关键力学参数的发展规律；膨胀土宏观龟裂现象与微观结构特征的内在联系；龟裂对膨胀土工程性质的影响及定量评价。该项目的开展为帮助人们从科学上进一步掌握膨胀土龟裂的本质规律提供理论基础，对工程中膨胀土材料的合理利用、避免和防治膨胀土龟裂引起的工程问题具有重要指导意义。

在进气过程中形成的绕汽缸轴线有组织的气流运动，称为进气涡流。发动机进气涡流的产生方法主要有螺旋气道和切向气道，这两种气道在形成缸内进气涡流时的原理有所不同。

在吸气过程中产生进气涡流的常用方法有两种。

进气涡流切向气道

一种是气流沿着气缸壁切线方向进入气缸并在旋转运动中转向两边及向下。切向气道是实现这种结果的方法之一，切向气道的气道是直的，气流沿着所希望的切向方向进入气门的入口，在气门头人口周边的速度分布，它明显不均匀。另外，也可用导气屏的方法产生涡流，在气门头入口周边的速度分布，由于导气屏的阻挡，大量的气流从导气屏以外的空间流入气缸，从而产生相对于气缸轴线的角动量，但是这种方法容易使气门变形，加工复杂，多用于科研用机型。

进气涡流螺旋气道

第二种广泛采用的方法是采用螺旋气道。在流体进入气缸之前，在进气道内围绕气门轴线产生旋转运动。通常用螺旋气道时在相同的涡流水平下可获得更高的流量系数，因为气门开启面积整个周边都可充分利用，可得到较高的容积效率。同时，螺旋气道对于铸造中的位置偏移不甚敏感，这是因为涡流的形成主要取决于气门上面进气口通道的几何形状而不是通道相对于气缸轴线的位置。

对于双进气道内燃机，进气涡流的大小取决于气道的形状、组合形式及布置位置。气道的形状可以是螺旋气道和切向气道，气道的组合方式主要有：

①两个并联螺旋气道组合；

②串联螺旋气道组合；

③螺旋气道和切向气道组合，螺旋气道在前；

④切向气道和螺旋气道组合，螺旋气道在后；

⑤两个切向气道组合。

两个气门可以菱形布置，也可以水平布置。

进气涡流其它方式

进气涡流就是在进气过程中，使充人气缸的空气在气缸内产生旋转运动。产生方法如下：

1．采用导气屏：在气门盘上安装导气屏引导气流，通过改变导气屏包角或位置，即可改变进气涡流强度，并且可调试到最佳位置。

缺点是进气阻力较大，气门必须有防转装置，容易造成气门卡住和偏磨，造成密封不严，制造成本也较高。

这种装置在早期应用较多，常在单缸机上使用，多用于涡流强度要求较低且转速较低的柴油机上。

2．采用导气座：利用气门座一侧凹缩来引导气流，其结构简单，阻力较小，但产生的涡流强度也小，且增加了气缸盖气道的进气阻力，它常用以气道上进气流动的补充措施。