渐扩段水流紊动特性试验研究

本文建立了由束窄段、渐扩段和放宽段组成的概化水槽试验,采用三维声学多普勒流速仪(ADV)对水流三维流速进行了采集,重点针对渐扩段水流的紊动强度、雷诺应力、脉动流速的概率分布密度、相关系数及紊动能等进行了较为深入的研究。结果表明,水流从束窄段流经渐扩段直至放宽段的过程中,水流的紊动逐渐增强至渐扩段进口达到最大,而后逐渐减小并恢复至来流状态。其中,在渐扩段进口相对水深为0.8层紊动最为强烈。本研究为进一步探讨渐扩段水流的紊动结构及输沙特性奠定了一定的基础。

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。