振荡流作用下近床面泥沙颗粒受力研究

在海岸地区,泥沙运动对地形演变有着显著影响,而泥沙颗粒受到的拖曳力是引起运动的主要作用力.在采用离散颗粒模型研究泥沙运动时,颗粒拖曳力的准确性直接决定了泥沙运动规律计算的合理性,因此研究波浪作用下床(壁)面附近泥沙颗粒的受力对于深入了解泥沙运动规律具有重要意义.采用颗粒解析模型对不同周期振荡流作用下单个泥沙颗粒在近壁面不同距离处的受力进行了模拟分析.模拟结果表明:在相同雷诺数情况下,周期越大,拖曳力系数越小;壁面距离越小,拖曳力系数越大,当距离增大至5倍粒径以上时,壁面的影响不明显.借鉴振荡流作用下圆柱的拖曳力系数,根据模拟结果拟合了振荡流作用下颗粒拖曳力系数随斯托克斯数和雷诺数变化的周期修正公式;借鉴明渠流中颗粒拖曳力系数的壁面修正形式,拟合了拖曳力系数随壁面距离和雷诺数变化的壁面修正公式.

近床面区挟沙气流流速垂线分布特征

以测试参数较为齐全的挟沙气流风洞实验资料为基础 ,结合已有各家资料重点对近床面区挟沙气流流速垂线分布进行了系统的分析。在对近床面区沙粒跃移层内气流剪切应力分布的理论分析基础上 ,指出了该区的剪切应力由沙粒临界起动风速、沙粒垂直速度的垂线变化和输沙量垂线分布三者决定 ,并进一步导出了近床面区的挟沙气流流速垂线分布廓线方程 ,由该方程计算得到的结果与实测资料吻合很好。此外 ,研究还表明 ,Bagnold提出的不同风力条件下挟沙气流流速廓线聚焦于一点的观点基本正确 ,但这一点不宜作为跃移层内外风速廓线的分界点 ,实际的分界点高度是沙粒跃移层外气流摩阻速度平方的 0 .0 15倍 ;Owen提出的跃移层外风速廓线方程基本合理 ,但其中有效粗糙度公式中的系数C取值为 0 .0 4时更符合实测资料 ;来流速度相同的情况下 。

基于CFD-DEM耦合方法的近床面水流泥沙运动模拟研究

基于CFD-DEM方法,采用流体计算软件Open FOAM、颗粒运动模拟软件LIGGGHTS及CFDEM耦合库,建立流体—颗粒运动耦合模型,并利用模型研究不同水动力条件下近床面流体与颗粒的运动规律。模拟结果表明,模型能较好模拟近床面水流紊动特性及雷诺应力分布,也能较准确刻画出颗粒未起动、推移质输沙及推移质和悬移质共同输沙的三种状态,计算得到的推移质单宽输沙率与实验结果及经验公式吻合较好。

堆积体对近床面水流紊动强度试验研究

采用声学多普勒流速仪ADV对概化水槽中受堆积体影响河道的流速进行了精细的测量,并将数据代入无量纲化的紊动强度计算公式来分析流量、河道缩窄率、堆积体侧向坡度对河道近床面紊动强度分布的影响。试验结果表明:以堆积体对称轴断面为起点,在下游相对距离0~1.5断面处,由于堆积体对水流的束窄和突扩作用导致出现水跃,紊动强度波动较大形成强紊动区,且随阻流作用的增加而增加;在相对距离1.5~4.5断面,由于水流持续扩散导致紊动强度衰减,但左岸受回流影响紊动强度衰减较缓,因此左岸变化率小于右岸,且变化率随阻流作用的增加而增加;在相对距离4.5~6.5断面,紊动强度逐渐恢复平稳状态且大于相对距离-4.5~0断面。试验结论揭示了河道中的水流紊动特性及堆积体对河道水流紊动影响的内在机理,加深了对堆积体作用下的水流运动、泥沙冲淤和输移规律及河床演变发展变化的认识,可为研究山区河流受堆积体影响的河道水流紊动特性的数值模拟提供验证资料。

挟沙气流中输沙量垂线分布的实验研究

为了克服传统的垂直集沙方法在近床面区测量精度较低的缺陷 ,本文将垂直集沙方法和水平集沙方法结合 ,在风洞内测量了气流中输沙量沿垂线的分布 ,同时对沙粒沿风洞轴向的水平降落量进行了量测。实验分别针对五种风速条件和两种沙粒级配条件进行。结果表明 :挟沙气流中输沙量沿垂线分布的上段符合传统的指数递减分布规律 ,近床面区的输沙量较对应的指数分布函数预测值偏大 ,偏大的程度随气流摩阻速度和沙粒粒径的增大而减小。采用本文的实验方法可以半定量地揭示近床面区输沙量偏离指数递减分布规律的原因 ,并能够合理地概括以往关于近床面区输沙率测量精度研究的各个方面的论述。

寻回双腿的魅力

据说女人双腿最美的节季是 １８岁～２３岁，因为双腿在这时能呈现出最美的曲线。这一说法客观上有些道理，２０岁的女性已发育成熟，腿部显得丰满、颀长．浑圆、紧绷、可过几年结婚、怀孕，生了孩子后双腿顿显韶华尽褪，往日的风采荡然无存，让人一眼就看出生育过的印痕。在寒冷季节，这些你尚可借大衣长裤遮掩，在夏天就难免要原形毕露了。怎么办呢？