沙粒蠕移运动轨迹的光学测量及分析

采用高速数字摄影记录了大气边界层风洞中的沙粒蠕移运动.通过非负减法、自动阈值法以及双向粒子追踪法的组合,从图像序列中提取了蠕移运动数字轨迹,并由此计算得到用于蠕移轨迹类型划分的蠕移运动初速分布.对两种蠕移轨迹的速度增长率及历时进行了统计分析,结果表明:风曳力起动蠕移颗粒运动速度保持性较好,随着摩阻风速增大,其运动骤停性及骤停之前的加速性增强;而碰撞起动蠕移轨迹的速度增长率的分布稳定,基本不受摩阻风速变化的影响,且其主要范围为[0,1],表明碰撞起动蠕移颗粒更易于在运动过程产生速度衰减.两种轨迹的历时均为高斯分布,随着摩阻风速增大,床面运动随机性增强,轨迹历时趋于减小.

沙粒起动风速研究

在风沙流实验中，发展了设陷井捕集蠕移沙粒的方法来测量各种来流条件下的蠕移沙量，再外推得到流体起动风速．试验表明粗糙度不同的沙平面的流体起动风速相同．文中还给出实验段轴线风速与野外来流摩阻速度之间的对应关系．