非均匀沙运动特性研究
【摘要】:
非均匀沙运动规律,是泥沙运动力学及河流动力学领域里的一项重要研究课题。在全面回顾泥沙输移研究成果的基础上,从泥沙起动的特点出发,对推移质运动特性作了进一步探讨。在分析脉动流速、起动标准及泥沙颗粒在床面的相对暴露度、附加质量力和等效粒径等问题的基础上,分别从力学角度——附加质量力和几何角度——等效粒径对非均匀沙运动的规律进行了较系统的理论分析及试验研究。采用力学与统计原理相结合的方法,推导了泥沙起动的临界条件、推移质输沙率及其级配以及粗化层形成机理和稳定粗化层级配的计算方法等,其主要研究内容如下:
考虑水流脉动、床面泥沙颗粒相对暴露度及起动标准,对床面单个泥沙颗粒,分别从力学角度和几何学角度进行了探讨,提出了相应的附加质量力和等效粒径的概念及其表达式。推导了计算泥沙起动的临界无量纲切应力参数的公式,并将其转换为临界起动流速公式。该公式包含了与起动标准、颗粒相对暴露度及泥沙组成有关的参数。
对床面泥沙颗粒的绝对暴露度Δ及相对暴露度系数ξ进行了定义,并对其取值进行了理论分析,结果表明床面表层泥沙颗粒的相对暴露度取值并非常量,而是位于一个区间,即0~1。对计算起动临界条件公式中的系数,不是采用传统的多元回归分析,而是通过理论分析及计算予以确定。在弱动及中动标准下,床面泥沙颗粒起动的最小无量纲切应力参数分别为0.020及0.029。在等效粒径的基础上,对水流流速计算公式中的糙率尺寸k_s进行了探讨,并提出了一种相应的计算方法。
四川大学博士学位论文 非均匀沙运动特性研究
一
在前人研究的基础上,建立了非均匀沙的推移质输沙率公式。在同一起动
标准下,输沙率随床面泥沙颗粒的相对隐蔽程度的增大而减小。并探讨了计算
床面泥沙颗粒起动最大粒径及小于起动最大粒径的泥沙颗粒停留在床面概率的
计算方法,在此基础上得到了平衡输沙时推移质级配的计算方法。
在对清水冲刷粗化机理的探讨及试验资料分析的基础上,提出了计算稳
定粗化层级配的通式,通过对通式中指数取值的分析,得到不同的计算方法。
对以上研究成果,用试验室试验资料及外野观测资料进行了验证,吻合情
况良好。
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1 |
P.L.PATEL!印度,刘毅;分粒径组计算推移质输移量[J];水利水电快报;1997年02期 |
2 |
刘万利,余明辉,陈立;平面二维全沙数值模拟方法及其应用[J];武汉大学学报(工学版);2004年06期 |
3 |
张启卫;推移质级配的计算方法[J];泥沙研究;1990年04期 |
4 |
惠遇甲,胡春宏;Bagnold推移质输沙理论中有关参数的探讨[J];泥沙研究;1991年03期 |
5 |
赵连白,袁美琦;沙波运动与推移质输沙率[J];泥沙研究;1995年04期 |
6 |
谢盛明,邓伯强;全沙数学模型研究[J];水动力学研究与进展A辑;1995年05期 |
7 |
方铎,曹叔尤,刘兴年,陈家扬;都江堰枢纽推移质冲淤数学模拟[J];泥沙研究;1988年01期 |
8 |
陆永军,张华庆;推移质运动的二维数学模型[J];水动力学研究与进展A辑;1994年03期 |
9 |
杨胜发,方铎;三峡水库变动回水区河道推移质输移特性研究[J];水利水电技术;2003年02期 |
10 |
吴宪生;非均匀沙的推移质输沙率[J];泥沙研究;1989年02期 |
11 |
王平义,赵世强,蔡金德;弯曲河道推移质输沙带的研究[J];泥沙研究;1995年02期 |
12 |
冷魁,王明甫;非均匀卵石野外实测资料的整理与分析[J];武汉水利电力大学学报;1995年02期 |
13 |
陈国祥,罗斌;两相流理论在挟沙水流流速分布和阻力求解中的应用[J];河海大学学报(自然科学版);1998年02期 |
14 |
黄才安,李德荣;推移质对水流阻力影响的定量研究[J];河海大学学报(自然科学版);2002年02期 |
15 |
刘建军,李百鸣,王丹;漓江壅水工程推移质输沙率研究[J];武汉大学学报(工学版);2002年04期 |
16 |
沈正潮;推移质输沙率计算公式的比较和标准化问题[J];浙江水利科技;2004年06期 |
17 |
范宝山;泥沙输移的理论研探[J];泥沙研究;1995年03期 |
18 |
方红卫,王光谦;平面二维全沙泥沙输移数学模型及其应用[J];应用基础与工程科学学报;2000年02期 |
19 |
孙志林,孙志锋;推移质运动的动力学模型[J];浙江大学学报(理学版);2001年05期 |
20 |
邓志强;非均匀推移质溯源冲刷规律研究[J];泥沙研究;1991年01期 |
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