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《四川大学》 2002年
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射流掺气对基岩冲刷破坏的影响及其数值模拟

邓军  
【摘要】: 在总结前人研究成果的基础上,试验研究了掺气对基岩冲刷破坏的影响;基岩冲刷过程中冲坑底部脉动压强随冲坑深度的增加而变化的特性;掺气对冲坑未形成前河床底部及基岩冲刷坑底部脉动压强的影响;掺气对射流轴线流速变化的影响等。分析了掺气对基岩冲刷影响的原因并对基岩冲刷进行了紊流数值模拟,主要成果如下: 1.试验研究了基岩冲坑底部的脉动压强,获得了基岩冲刷过程中以及冲坑稳定后,射流冲击区的脉动压强特性。表明在基岩冲刷过程中以及冲坑稳定后,射流冲击区的脉动压强与冲坑形成前一样,都是以低频大振幅为主,说明在冲刷坑形成后,射流冲击区水流与无冲坑时一样,都是大尺度涡不断破碎和小尺度涡不断生成的过程。 2.试验研究了掺气对冲坑未形成前河床底部脉动压强的影响,试验结果表明:掺气将明显增大冲坑未形成前河床底部射流冲击区的脉动压强,但掺不掺气情况下,射流滞点时均压强无量纲分布、底部无量纲时均压强沿程分布和最大脉动压强无量纲分布都遵从相同的规律。 3.试验研究了掺气对冲坑底部脉动压强的影响,结果表明:无论冲坑深度为多大,坑底脉动压强均方根值沿程分布与不掺气时相比,没有确定性的规律,射流掺气后,冲坑底部的脉动压强有时增加,有时反而减小。证明了冲刷坑的形成对下游水流流态及坑底脉动压强特性有较大的影响。 4.试验研究了掺气对基岩冲刷的影响,结果表明:掺气对射流冲刷的影响非常显著,而且掺气总是使冲坑减小。掺气浓度C_σ对冲坑深度的影响,可表达为掺气浓度与冲坑无量纲深度的幂函数关系。掺气对冲坑形态并没有实质性的影响,冲坑的宽深比随冲坑深度的减小而增大,无论造成冲坑深度减小的原因 四)1大学I学博士学位论文 是掺气、降低流速还是减小入射水舌厚度,其变化规律都可用相同的直线关系 表示。 5.从浮射流角度出发,推导出了求解掺气射流的方程组,并出此对掺气射 流的速度衰减进行了分析;试验研究了射流掺气与不掺气情况下,流速沿程衰 减情况,结果表明:掺气浓度越大,射流速度衰减得越快,证明了掺气影响基 岩冲刷的主要原因是加大了射流速度的衰减。 6.对基岩的冲刷进行了数值模拟,选取临近底部的结点处的压强(压力水头 值)与结点处水深的差值,再与结点处垂直于底面方向的速度分量的0.9倍(转化 为等效水头讨加作为控制参数。计算结果表明,通过恰当地选取控制参数,用 数学模型来模拟基岩的冲刷是可行的;掺气与不掺气时基岩冲刷结果的计算值 与实验值符合很好,结果令人满意。
【学位授予单位】:四川大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TV135

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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10 魏少东;何小斌;;自由梁的位移、应变和声模态分析[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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【相似文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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4 李生荣;完井和增产新技术——射流切缝[N];中国石油报;2001年
5 江苏盐城 主任医师 耿立才;防流感,你该怎么做[N];保健时报;2003年
6 记者 栾海;注射疫苗仍是防流感最有效手段[N];新华每日电讯;2003年
7 刘佳;秋冬到疫苗俏[N];四川日报;2003年
8 姬玉平 王伟灿;河南局反射流掏穴工具获国家专利[N];中煤地质报;2008年
9 记者 颜秉光 呼涛;流感疫苗 进口的不一定就好[N];新华每日电讯;2003年
10 邵敏特约记者 王余根;挖掘机装载机平路机射流车大显神威[N];解放军报;2008年
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4 杨颖;低温冷风在绿色加工中应用的若干问题研究[D];重庆大学;2004年
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6 张绍东;乳化泡沫高压喷射冲砂解堵理论研究及应用[D];中国石油大学;2007年
7 倪添灵;长位型低频冷等离子体实验与模拟研究[D];中国科学技术大学;2009年
8 谭多望;高速杆式弹丸的成形机理和设计技术[D];中国工程物理研究院;2005年
9 孙德帅;声场与射流耦合作用下燃煤可吸入颗粒团聚研究[D];青岛科技大学;2009年
10 Syed Bilal Hussain Shah;超声速流中反向和横向射流及静止流中射流的数值研究[D];中国科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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5 齐元田;高拱坝的泄洪消能问题研究[D];河海大学;2006年
6 魏京胜;上置置换通风风口特性及气流组织实验研究[D];西安建筑科技大学;2005年
7 宋高举;12种典型送风口射流流型可视化及紊流系数试验研究[D];西安建筑科技大学;2005年
8 穆克进;射流剪切层及相关预混火焰的被动控制[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2006年
9 史漫兴;风幕式抽油烟机污染物扩散规律及其控制的研究[D];湖南工业大学;2008年
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