沙纹床面形态与紊流特性的相关性研究

沙纹床面形态影响着水流阻力及河床的稳定性,是研究水沙运动规律的重要突破口。本文基于二维概化沙纹床面的水槽试验,利用声学多普勒流速仪(ADV)及染色液流态显示装置对沙纹床面近壁区的紊流特性和紊流结构进行测量,研究了沙纹床面形态与紊流特性的相关性。研究表明,沙纹形态与紊流特性密切相关,沙纹形态的尺度与紊流结构的尺度具有相似性。

泥沙颗粒的扬动机理分析

本文从分析床面附近泥沙颗粒的运动特征出发，较细致地论述了沙粒在水流中从推移运动到扬起悬浮的物理过程，根据水槽试验的基本现象，讨论了过去一些理论中存在的问题和不足，概括了泥沙颗粒在水流中从床面扬起的基本模式，从二相流角度出发，分析了沙粒在水流中扬起的动力学机理．

“河性行曲”力学机理之边壁泥沙的临界起动条件

在借鉴水流紊动相干结构研究成果的基础上,深层次揭示了紊流紊动涡体猝发、喷射、清扫的过程中对边壁泥沙颗粒的抽吸、挖掘的力学机理;系统概括了河道岸壁泥沙颗粒从起动,到进入水体,促使顺直河道发育成犬牙交错的边滩,并逐步演变为弯曲性河道的全过程;进而在对边壁泥沙颗粒受力分析的基础上,运用涡能理论,提出了边壁泥沙起动的临界条件;并根据黄河的实际情况进行了分析,认为河流边界的糙率、水深等数值越大,泥沙越容易起动。