收藏本站
《河海大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

河口海岸近底层水流结构及摩阻特性研究

郝嘉凌  
【摘要】:本文从流体动力学原理出发,利用Prandtl混合长度和von Karman自相似理论建立了河口海岸近底层水流结构的对数线性模式及其扩展模式,籍此,从理论上进一步研究潮流运动的摩阻特性。 底部剪切应力可由τ=ρu_*~2来确定,其中ρ是密度,u_*是底部摩阻流速,是底部边界层研究的重要参数。本文叙述了u_*计算的三类方法:1) 紊动动能耗散率法;2) 流速剖面法;3)经验阻力系数法。针对使用较常见的流速剖面法,本文介绍了四种方法 1) 近底两层流速时间系列估计粗糙长度;2) 最小二乘法;3) 霍夫变换法:4) 枚举法结合最小二乘法。其中,尝试引入霍夫变换法确定流速剖面参数,因此对于该方法的有效性进行了验证,并应用于ADCP实测数据,与传统最小二乘法进行比较。同时探讨采用枚举法结合最小二乘法确定流速剖面参数,详细叙述求解过程并用于实测流速资料的拟合分析。 许多现场实测资料表明,潮流近底流速剖面偏离传统的对数分布。虽然偏离值可能不大,但利用对数剖面去计算河底粗糙长度和剪切应力时会引起较大的误差。有研究者的数值试验表明,如果通过流速是对数分布来估计粗糙长度和底部切应力,偏差可能超过100%(Kuo等,1996)。通过对英国大陆南部西Solent水道和德国白令海南部的Eckerforde海湾实测水流垂向分布进行枚举粗糙长度z_0结合最小二乘法拟合,并将计算结果与传统的对数模式的结果比较,表明本文建立的对数线性模式有以下优点:1、精度高,计算值更接近实测值;2、所确定的粗糙长度z_0和摩阻流速u_*的相关系数更高,且两者在相位上更趋一致。 但从理论上得到的近底流速分布的对数线性模式对近底层的数据要求较高,一般近底1m之内至少需要四层测量数据,而这些数据在实际应用时很难得到。因此,本文根据潮流运动特征,增加表面梯度为零的约束条件将该模式进行扩展研究,使其能适用于传统的六点法测量数据。该扩展模式为对数抛物模式,适用于全水深,是潮流速分布模式。通过长江口和江苏岸外西洋海域两个实例计算分析,并与对数扩展模式比较,结果表明该潮流速分布模式在各层数据上都与实测数据具有良好的相关性且物理量z_0与u_*之间具有更好的一致性和相关性,可应用于河口海岸流速分析研究。 鉴于实际河口海岸近岸水流由于受风浪等作用不满足表面流速梯度为0的条件,水浅时表层的流速梯度可能对底部水流结构产生作用,因此,考虑引入实际的表面流速梯度,得到
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 崔岩,马大伟,冷跃斌;桥墩阻水对水流结构的影响[J];水利科技与经济;2001年02期
2 罗晶;杨具瑞;谭毅源;田振华;;湿地刚性植物对水流结构影响的三维数值模拟[J];水电能源科学;2010年01期
3 雷世清;关志成;陈志勇;李丰超;代启亮;;植物对水流结构影响研究现状[J];安徽农业科学;2010年18期
4 于守兵;陈志昌;韩玉芳;;淹没丁坝端坡对附近水流结构的调整作用[J];水动力学研究与进展A辑;2012年01期
5 殷瑞兰 ,王巧 ,汪明娜 ,张政权;葛洲坝枢纽三江下引航道水流结构及淤积规律的研究[J];长江科学院院报;1989年03期
6 余文畴;苏长城;;长江中下游“口袋型”崩窝形成过程及水流结构[J];人民长江;2007年08期
7 胡小卫;王平义;喻涛;刘怀汉;付中敏;;鱼骨坝水流结构研究[J];水运工程;2010年11期
8 刘同宦;郭炜;王协康;王宪业;;入汇角为30°时交汇区水流结构试验研究[J];长江科学院院报;2007年04期
9 王先登;彭冬修;夏炜;;丁坝坝体局部水流结构与水毁机理分析[J];中国水运(下半月);2009年09期
10 曹永港;白玉川;白翠兰;;考虑水平隐蔽度影响的卵石周围水流结构分析[J];泥沙研究;2013年05期
11 符传君;练继建;;溃坝水流在复杂河道中传播的三维数值模拟[J];水利学报;2007年10期
12 李波;柏青;李春生;高树天;;植物柔性坝布置方式对水流的影响[J];水电能源科学;2014年03期
13 谢立全;于玉贞;单宏伟;;水流对渗流的影响实验研究[J];水科学进展;2008年04期
14 芦振爱;杨具瑞;程浩亮;凌祯;李君宁;;滨岸带植物对水流结构影响的试验研究[J];水电能源科学;2011年08期
15 尹小玲;张红武;刘欢;;珠江虎门河口洪季潮流近底边界层水流结构研究[J];水力发电学报;2010年01期
16 谢立全;刘曙光;;土体渗流-切向水流相互作用机理分析[J];同济大学学报(自然科学版);2010年07期
17 多文英;;漫水丁坝周围水流结构及其冲刷深度计算[J];山西交通科技;2005年06期
18 刘倩颖;王平义;喻涛;刘怀汉;付中敏;;四面六边透水框架群的护滩效果研究[J];水运工程;2009年12期
19 董志勇,须清华;鹅颈型管道三维水流结构研究[J];水动力学研究与进展(A辑);2002年01期
20 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
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 曹纪文;陈惠泉;;导流板周围水流结构的试验研究[A];第三届全国水力学与水利信息学大会论文集[C];2007年
2 刘家栋;卢金友;曹夏飞;曾庆芳;;沉螺池连接段水流结构分析[A];第二十五届全国水动力学研讨会暨第十二届全国水动力学学术会议文集(下册)[C];2013年
3 谢立全;郑永来;牛永昌;;切向水流对土体渗流的影响试验与数值模拟[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(下册)[C];2009年
4 王宪业;杨青远;卢伟真;王协康;;规则床面形态对水流结构影响试验研究[A];第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 于守兵;淹没丁坝对水流结构的调整作用研究[D];南京水利科学研究院;2010年
2 郝嘉凌;河口海岸近底层水流结构及摩阻特性研究[D];河海大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王洪虎;不同植物对水流结构变化影响规律试验研究[D];长江科学院;2012年
2 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
3 史杰;冰盖流水流结构的试验研究[D];石河子大学;2008年
4 任华强;植物对水流结构作用机理初步研究[D];长沙理工大学;2013年
5 曹艳敏;丁坝水流结构试验及紊流模型中壁函数应用研究[D];长沙理工大学;2008年
6 杨玉杰;河湾改造水流变化研究[D];长安大学;2013年
7 陈英姿;底孔尺度对坝前水流结构的影响[D];重庆交通大学;2008年
8 焦志洋;复式河道滩地植物对水流内部结构影响的试验研究[D];中国海洋大学;2006年
9 李冬;植被对水流结构影响试验研究[D];长沙理工大学;2007年
10 石月珍;河滩种树的复式断面河道水流特性研究[D];新疆农业大学;2002年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978