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《天津大学》 2012年
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考虑尺度效应的泥沙颗粒周围水动力特性研究

曹永港  
【摘要】:考虑尺度效应的泥沙颗粒周围水动力特性研究对泥沙的运动起着重要作用。尺度效应基于几何尺度和动力尺度两个方面。从几何尺度的角度看,可划分为细颗粒与粗颗粒情况。从动力尺度的角度看,可划分为低雷诺数与高雷诺数情况。本文通过理论分析、数值模拟和试验研究的方法对考虑尺度效应的泥沙颗粒周围的水流结构进行详细研究,重点进行了以下几个方面的工作: 1.小尺度细颗粒情况,主要针对其受扰动的冲淤及流动结构情况进行分析。 首先,基于有限体积法的立面二维数值模型,同时结合了经典的泥沙起动流速公式和冲刷深度近似的计算理论,考虑进口流速、管径和泥沙粒径的影响,对南海管线周围的小尺度泥沙床面的冲淤进行了预测,结果可供工程应用借鉴; 其次,基于曲线坐标下有限差分法的立面二维数值模型,对小尺度泥沙床面受扰动的流动特性做进一步模拟,对不同大小扰动物影响的情况进行对比分析,得出了不同管径尺度下的冲刷深度公式; 最后,通过水槽试验对小尺度细颗粒受扰动形成的床面演化进行研究,得到了冲淤演变、流场分布及能量谱等。 2.大尺度粗颗粒情况,主要针对卵石在不同隐蔽度下的流动结构进行分析。 首先,基于有限差分法的立面二维数值模型,考虑到纵向与垂向的隐蔽度,针对线性波作用于大尺度粗颗粒的流动特性做了细致分析; 其次,基于有限体积法的立面二维数值模型,考虑到纵向与垂向的隐蔽度,颗粒起动采用滚动模式,结合水流结构进一步探讨其在高雷诺数下的起动规律,通过比较9种情况下阻力与升力的数值结果分析表明,纵向隐蔽度对水动力因素亦有较大影响; 再次,基于有限体积法的平面二维数值模型,考虑到纵向与横向的隐蔽度,对低雷诺数时横向颗粒在不同隐蔽情况下的绕流结构、涡动力特性、升阻力系数进行了研究; 最后,通过水槽试验得到了不同纵向与垂向隐蔽度下粗颗粒周围的流场分布、断面流速、紊动强度、雷诺应力、紊动动能等。同时还应用了EEMD-HHT的理论与方法到水流结构的研究中,得到了相应的边际谱、边际能量谱、瞬时能量谱以及总能量。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TV142

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张植堂 ,姚于丽;长江上游河床卵石起动流速表达式的讨论[J];长江科学院院报;1989年02期
2 孟震;杨文俊;;基于二维泥沙颗粒的相对隐蔽度初步研究[J];长江科学院院报;2011年05期
3 孟震;杨文俊;;泥沙颗粒相对隐蔽度在散体沙起动研究中的应用[J];长江科学院院报;2011年07期
4 韩其为,何明民,王崇浩;卵石起动流速研究[J];长江科学院院报;1996年02期
5 蒋昌波,白玉川,赵子丹,江诗群;明渠沙纹形成的试验研究[J];长沙交通学院学报;2002年03期
6 詹小涌;;天然河道沙波分类研究[J];地理科学;1984年02期
7 程永舟;王永学;蒋昌波;;非线性波作用下非对称沙纹床面流场特性数值分析[J];大连理工大学学报;2008年03期
8 钟恩清;泥沙起动条件与卵石浅滩航道整治线宽度的确定[J];地理研究;1992年02期
9 程和琴,王宝灿;波、流联合作用下的近岸海底沙波稳定性研究进展[J];地球科学进展;1996年04期
10 栾锡武;彭学超;王英民;邱燕;;南海北部陆架海底沙波基本特征及属性[J];地质学报;2010年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 吕林;海洋工程中小尺度物体的相关水动力数值计算[D];大连理工大学;2006年
2 谷汉斌;波浪与建筑物作用的数学模型研究与应用[D];天津大学;2005年
3 王学敏;基于Hilbert-Huang变换的桥梁监测信号分析与处理和时变模态参数识别[D];中南大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 曹永港;波浪通过双列梯形潜堤的水动力特性研究[D];长沙理工大学;2009年
2 陈建群;基于信号分析的结构模态参数提取方法[D];长安大学;2009年
3 夏文颖;长江上游卵石起动规律研究[D];重庆交通大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张我华,蔡袁强,吴昌灿;岸滩侵蚀的环境工程观念[J];安全与环境学报;2002年03期
2 蒋智勇,程和琴,陈吉余,周天瑜;长江口南槽底沙再悬浮对重金属吸附的影响[J];安全与环境学报;2003年03期
3 黄向阳;周健;姜文超;刘轶;;湖水源热泵系统温排水数学模型研究及应用[J];安全与环境学报;2010年03期
4 刘全金;张杰;朱永忠;江贵生;;MATLAB教学中的几点讨论[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2005年04期
5 丁蕾;;关于系统稳定性判别方法的讨论[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2007年04期
6 刘全金;叶璟;;基于MATLAB环境的阿贝-波特空间滤波实验仿真[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2009年04期
7 彭兴东;胡林;王文兴;赵红阳;房荣友;;乳化液槽内流场和温度场的数值模拟及优化[J];辽宁科技大学学报;2008年Z1期
8 杨先祥,徐兴建,宇传华,潘庆燊,张威,熊正安;钉螺和螺卵静水沉降及运动方式的实验研究[J];动物学杂志;1994年06期
9 杨莉莉;王吉芳;徐小力;;小波变换在差动热分析仪信号处理中的应用[J];北京机械工业学院学报;2006年01期
10 娄东明;冯俊小;刘向军;孙培梅;;新型氧化铝矿浆烧成炉内热过程的数值模拟[J];北京科技大学学报;2008年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张庆丰;陈国平;;波浪作用下开孔混凝土护面板浮托力研究[A];中国土木工程学会港口工程分会第七届港口工程技术交流会论文集[C];2011年
2 张猛;余佳佳;廖庆喜;;气力集排式油菜精量排种器气流场仿真分析[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 蒋济同;唐世振;;基于MATLAB的振动信号采集与分析系统的研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
4 李盛林;胡天玉;梅华;;自动观测系统的采样间隔时间研究[A];“2010年北京气象学会中青年优秀论文评选”学术研讨会论文集[C];2011年
5 王冬梅;程和琴;周丰年;杨忠勇;和玉芳;吴敬文;;近岸沙波分布区桥墩局部冲刷深度的估算[A];第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集[C];2009年
6 杨昊;;辽宁滨海公路潮差侵蚀路段路基顶面标高的推算方法[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年
7 杜天玉;蔡振雄;滕宪斌;;MATLAB在通信系统仿真中的应用[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
8 曹立华;徐继尚;李广雪;史经昊;;海南岛东方岸外沙波的高分辨率形态特征[A];第九届全国河口海岸学术研讨会论文(摘要)集[C];2006年
9 李孟国;曹祖德;;粉沙质海岸的泥沙问题研究[A];中国海洋学会2007年学术年会论文集(下册)[C];2007年
10 陆永军;左利钦;王红川;李浩麟;;风浪作用下河口航道骤淤的模拟[A];第十二届中国海岸工程学术讨论会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 沈海龙;船体与节能附体及螺旋桨的非定常干扰研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 刘友永;水声差分跳频通信关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
4 史经昊;胶州湾演变对人类活动的响应[D];中国海洋大学;2010年
5 韩艳;海底管线的冲刷与导流防护技术研究[D];中国海洋大学;2010年
6 刘高峰;长江口水沙运动及三维泥沙模型研究[D];华东师范大学;2011年
7 曾剑;基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律研究[D];浙江大学;2011年
8 李学海;深厚覆盖层河床截流若干关键技术问题研究[D];武汉大学;2010年
9 张大海;浮力摆式波浪能发电装置关键技术研究[D];浙江大学;2011年
10 黄芮;基于PPA的乌东德水电站库区泥石流流速模型建立与计算[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张战锋;塞流式厌氧发酵反应器物料流场的CFD模拟[D];华中农业大学;2010年
2 王珺;山区风特性参数与自锚式悬索桥的静风稳定性研究[D];山东科技大学;2010年
3 曹倩;基于分形的心电信号压缩技术的研究[D];山东科技大学;2010年
4 钟丽辉;SD大鼠闪光视觉诱发电位的少次提取和神经元放电的初步研究[D];郑州大学;2010年
5 谷骁勇;基于ANSYS的离心压缩机主要零件建模和受力分析[D];郑州大学;2010年
6 李琦;某16V型柴油机相继增压性能分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 邵光辉;受障板影响的矢量声信号高倍频谱细化分析方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 崔广云;LED彩色打印机内部温度场的数值计算[D];大连理工大学;2010年
9 唐美玲;单级离心式压缩机内部流场分析与结构优化[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 康万军;波浪经过斜坡潜堤后的传播变化规律研究[D];长沙理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐进年;徐先英;金红喜;张盹明;;自然风成沙纹的形态特征及其与地表沙物理性状的关系[J];北京林业大学学报;2007年02期
2 王燕;张松;杨益民;罗志昌;;基于容积血流脉搏波的心血管血流参数监护模块的研制[J];北京生物医学工程;2006年02期
3 亩心晓宇;刘洪;;HHT方法在研究地震旋回体中的应用[J];吉林大学学报(地球科学版);2007年03期
4 段生全,贺振华,黄德济;HHT方法及其在地震信号处理中的应用[J];成都理工大学学报(自然科学版);2005年04期
5 宋立新;王祁;王玉静;;基于Hilbert-Huang变换的ECG信号降噪方法[J];传感技术学报;2006年06期
6 ;Comparisons of Computational and Experimental Results of Solitary Wave Breaking[J];China Ocean Engineering;1995年01期
7 邹建锋,黄钰期,应新亚,任安禄;Simulation of Gravity Currents Using VOF Model[J];China Ocean Engineering;2002年04期
8 张植堂 ,姚于丽;长江上游河床卵石起动流速表达式的讨论[J];长江科学院院报;1989年02期
9 卢金友;长江泥沙起动流速公式探讨[J];长江科学院院报;1991年04期
10 冷魁,王明甫;非均匀卵石河床床沙位置的分布特性[J];长江科学院院报;1993年04期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 蒋昌波;白玉川;曾谦;;沙纹床面振荡流底层大尺度涡结构演化的数值模拟及可视化研究[A];自然、工业与流动——第六届全国流体力学学术会议论文集[C];2001年
2 杨孚衡;;芜湖长江大桥斜拉桥长期监测、安全评估及报警系统的研制[A];铁道科学技术新进展——铁道科学研究院五十五周年论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 谭善文;多分辨希尔伯特—黄(Hilbert-Huang)变换方法的研究[D];重庆大学;2001年
2 胡劲松;面向旋转机械故障诊断的经验模态分解时频分析方法及实验研究[D];浙江大学;2003年
3 何旭辉;南京长江大桥结构健康监测及其关键技术研究[D];中南大学;2004年
4 王若林;桥梁实时在线检测与健康监测若干问题研究[D];武汉大学;2005年
5 于开平;时变结构动力学数值方法及其模态参数识别方法研究[D];哈尔滨工业大学;2000年
6 许栋;蜿蜒河流演变动力过程的研究[D];天津大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 滕爱国;立面二维波浪变形的数值模拟[D];大连理工大学;2000年
2 刘圆;潜堤波力与透射的试验研究[D];大连理工大学;2003年
3 刘诚;基于PLIC-VOF的波浪变形模拟研究[D];长沙理工大学;2004年
4 陈智杰;波浪与可渗潜堤的相互作用数值模拟[D];长沙理工大学;2005年
5 包伟斌;非线性波浪数值模拟及波浪浅化[D];大连理工大学;2006年
6 寿海飞;基于小波分析的齿轮故障诊断研究[D];浙江工业大学;2007年
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中国期刊全文数据库 前10条
1 程永舟;李建习;资津;何方;;风浪作用下库岸孔隙水压力响应试验研究[J];水利水运工程学报;2008年03期
2 陈稚聪;黑鹏飞;丁翔;;丁坝回流区水流紊动强度试验[J];清华大学学报(自然科学版);2008年12期
3 付中敏;郑惊涛;王平义;刘怀汉;韩婷;;边滩对弯曲分汊河段河床演变影响分析[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2010年06期
4 陈稚聪;黑鹏飞;丁翔;;丁坝回流区水流紊动强度试验[J];清华大学学报(自然科学版)网络.预览;2008年12期
5 穆德明,于克哲;超声流速传感器水槽试验初获可喜结果[J];海洋通报;1987年02期
6 曹民雄;陈辉;陈明强;蔡国正;;急流滩水面线计算的局部阻力系数研究[J];水运工程;2006年12期
7 许国辉;卫聪聪;孙永福;宋玉鹏;;黄河水下三角洲浅表局部扰动地层工程特性与成因[J];海洋地质与第四纪地质;2008年06期
8 卢金友;魏国远;王家生;童凡;;沉螺池阻螺措施优化试验研究[J];人民长江;2009年13期
9 张宗孝,魏文礼,武周虎;用水槽试验研究水库洪水传播特性[J];西安理工大学学报;2001年02期
10 黄志扬,张玮,崔冬;开敞水域中斜跨航槽水流的流速计算[J];水运工程;2005年08期
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1 潘昀;程永舟;汪文诚;李青峰;;破碎波作用下斜坡海床床面变化实验研究[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(中)[C];2011年
2 赵淑饶;赵新生;李静;;黄河水文现代泥沙粒度粒形分析技术及应用[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第二卷)[C];2010年
3 何金荣;曾正宾;;砂中细颗粒含量对碾压混凝土α值的影响[A];2004年全国碾压混凝土坝筑坝技术交流会论文集[C];2004年
4 鲁海燕;史英标;杨元平;;江东大桥建设对钱塘江洪水的影响分析[A];第十三届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集[C];2007年
5 王旭;赵新宇;蒋代军;刘德仁;韩斌;;高温细颗粒多年冻土区钻孔灌注桩未回冻试验研究[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(下册)[C];2003年
6 李若华;;穿越四面六边透水框架群的水流阻力特性试验研究[A];中国海洋学会2005年学术年会论文汇编[C];2005年
7 黄本胜;陈秋月;邱静;刘月琴;吉红香;;有水葫芦的河道水力特性试验研究[A];第二十届全国水动力学研讨会文集[C];2007年
8 王爱霞;刘汉忠;秦晓东;席凤霞;;激光法与筛分法测试粗泥沙颗粒误差分析[A];第三届全国河道治理与生态修复技术交流研讨会专刊[C];2011年
9 扈仕娥;张广海;杨凤栋;扈仕勇;孙方;;MS2000激光粒度分析仪优越性的分析[A];中国水力发电工程学会水文泥沙专业委员会第六届学术讨论会论文集[C];2005年
10 江恩惠;李军华;董其华;赵连军;;黄河下游洪峰增值研究综述[A];第二十三届全国水动力学研讨会暨第十届全国水动力学学术会议文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 小毛;新型细颗粒剔除系准备迎接规模生产[N];世界金属导报;2007年
2 刘炳江;二氧化硫:环境“杀手”[N];人民日报;2006年
3 ;冬季易患心肺病的奥秘[N];医药养生保健报;2007年
4 江恩惠 黄河水利科学研究院副院长,教授级高级工程师 曹永涛 郜国明 杨勇;泥沙处理与利用有机结合是当前治黄应面对的重大课题[N];黄河报;2011年
5 施水泉 李水根;冬季心肺疾病多发与污染有关[N];健康报;2007年
6 施水泉;大气有毒物质多 心肺疾病患者增多[N];健康时报;2007年
7 记者  李伟;“不信蓝天换不回”[N];莱芜日报;2006年
8 记者 陈飞;环保监测将增臭氧和细颗粒指标[N];健康报;2009年
9 祝华;流化床底喷式精密包衣优势显著[N];中国医药报;2006年
10 山西省五台县东雷粮站 刘跃章 刘丽萍;人造石的薄板挤压成型装置[N];山西科技报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曹永港;考虑尺度效应的泥沙颗粒周围水动力特性研究[D];天津大学;2012年
2 尹书冉;河道中典型边界上湍流运动的数值模拟研究[D];武汉大学;2010年
3 杨阿三;多股气—固多相流在流化床中的混合研究[D];浙江大学;1995年
4 韩艳;海底管线的冲刷与导流防护技术研究[D];中国海洋大学;2010年
5 田琦;河口淤泥特性及其运动规律的研究[D];天津大学;2012年
6 崔贺;明渠湍流特性及底沙输移规律[D];天津大学;2012年
7 丁磊;粗糙床面振荡流边界层的三维格子玻耳兹曼模拟研究[D];天津大学;2010年
8 张存勇;连云港近岸海域沉积物再悬浮及悬沙动力研究[D];中国海洋大学;2011年
9 张明武;具有植被漫滩的复式河槽水流特性研究[D];清华大学;2011年
10 姚刚;燃煤可吸入颗粒物声波团聚[D];东南大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘腾;双峰泥沙运动特性研究[D];重庆交通大学;2012年
2 魏丽;不连续宽级配床沙输移规律试验研究[D];长江科学院;2011年
3 孟震;泥沙颗粒相对隐蔽度理论分析及其应用[D];长江科学院;2011年
4 高祥宇;波浪潮流共同作用下的流场数学模型[D];南京水利科学研究院;2003年
5 罗晶;湿地植物生长对水流—泥沙运动特性影响研究[D];昆明理工大学;2010年
6 张翀超;粘性非均匀沙的起动与冲刷研究[D];浙江大学;2010年
7 赵庆鹏;液化导致粉质土海岸开敞航道骤淤的试验研究[D];中国海洋大学;2011年
8 于月倩;波致粉质土底床液化下水体含沙量垂向分布的试验研究[D];中国海洋大学;2012年
9 朱宾权;细颗粒WO_3制备工艺研究[D];中南大学;2010年
10 赵东淼;基于Youngs-VOF法的垂向二维水流及泥沙输运的数值模拟[D];大连理工大学;2012年
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