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首次从理论上较深入地分析了泥沙影响紊流运动的力学机制,指出了泥沙惯性可能是制紊的主要因素。从现有一些试验结果的对比、综合出发,论证了含沙质量与紊动强度、涡动尺度,扩散率、临界雷诺数、利查逊数的内在关系,并提出了计算挟沙紊流特征量及水沙能量分配比的方法,文末据范诺尼槽流试验资料,算得了紊流的各基本特征量。 相似文献
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粒子相的分类及对紊流场的作用 总被引:1,自引:1,他引:0
本文提出了两相流中粒子相颗粒粗、细和含量浓、稀的分类标准,并从两相流紊流基本方程出发,分析了粒子相对紊流场的作用,并导出了粒子相对紊动强度影响的计算式。 相似文献
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挟沙水流流速的垂线分布公式 总被引:12,自引:1,他引:12
流速分布规律的研究是揭示一般水流和高含沙水流动性的关键。本文在回顾以往研究成就的基础上,开展了理论及实验研究。以提出的紊流涡团模式为基础,得出了挟沙紊流速分布的公,大量实测资料的检验结果表明,该公式能较真空地描述出一般挟沙水流及高含沙紊流的流速分布变化规律,具有较大的使用价值。 相似文献
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在前人研究成果的基础上分析了水流挟沙的物理模式,以挟沙水流紊动能量方程为理论基础,得出了紊动能产生项和粘性耗散项的表达式,由此推导出适用于水流的紊流三区(光滑区、过渡区和粗糙区)的挟沙能力计算式,依据天然河流实测资料和室内水槽试验资料,验证了该水流挟沙能力计算式.针对该计算式分析了影响水流挟沙能力的因素. 相似文献
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泥沙对挟沙水流流动结构影响的研究 总被引:9,自引:3,他引:6
应用MicroADV研究了不同粒径的泥沙颗粒在不同水力条件下对水流流动结构的影响。实验发现:挟沙水流流动结构的变化不仅与颗粒的大小密切相关,而且与水流流动条件有关,颗粒对水流结构的影响随着水力条件的变化而改变:在强水流条件下,不论粗、中、细泥沙都不改变主流区的流速分布及紊动强度;在中等强度水流条件下,粗、中、细三种颗粒的加入都使流速大于相同条件的清水水流,而其紊动强度则较清水水流低;在弱水流条件下,三种颗粒的加入都不改变水流的流速分布,但粗颗粒使水流紊动强度显著增大,而中、细颗粒基本不改变其紊动强度。 相似文献
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均匀各向同性紊流作为紊动水流的一种简化特例,被广泛应用于泥沙悬浮、污染物扩散等问题的研究中。该文利用伪谱分析方法,建立了三维均匀各向同性紊流并行计算模型,利用直接数值模拟方法生成了不同初始能量谱和不同雷诺数条件下强迫均匀各向同性紊流流场,研究了强迫均匀各向同性紊流三维紊动特性。模拟结果表明:初始能量谱取值不会影响稳定后的紊动流场;不同雷诺数条件下,雷诺数越大,强迫均匀各向同性紊流紊动强度越大,形成的惯性子区越宽。 相似文献
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基于有限掺混长度概念的悬沙浓度垂线分布研究 总被引:4,自引:0,他引:4
从掺混长度理论的基本假定人手,分析菲克定律解释紊动扩散现象的局限性,根据有限掺混长度概念,对明渠流中悬沙浓度垂线分布进行研究:由垂向紊动强度确定掺混速度,分析水体和泥沙作为不同研究对象时掺混长度的差异,定义水体掺混长度和泥沙掺混长度概念,依据卡门紊流相似假说和水流剪切应力分布特征,确定泥沙掺混长度的垂线分布,考虑浓度对泥沙沉降速度的抑制作用,建立明渠流中悬沙浓度垂线分布模型,并进一步分析浓度和颗粒大小对泥沙掺混长度的影响.计算值和测量值的比较表明,该浓度分布模型能够较好地反映明渠流中悬沙浓度垂线分布特征. 相似文献
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水沙两相浑水模型的紊流封闭及初步验证 总被引:1,自引:0,他引:1
一些学者采用两相浑水模型模拟挟沙水流运动,但其紊流封闭仍借用经验公式、单相紊流模型或双流体紊流模型,未形成两相浑水理论框架下的紊流模式。本文基于双流体紊流模型推导出固液两相浑水紊动能和紊动耗散的偏微分方程,给出固相偏移紊动能的渐近解,以表示固相紊动能与固液两相浑水紊动能的相对差,继而推导出固相紊动耗散的代数表达式,完成对固液两相浑水模型的紊流封闭。固液两相浑水紊流模型能够考虑相间作用和颗粒碰撞等物理机制,保留了双流体紊流模型能够分别计算固、液相各自紊动信息的特点,又将偏微分方程数量减少一半。采用河流动力学绝对含沙量分布的计算方法,并引入各向紊动强度分配系数进行修正后,利用实验资料对两相浑水紊流模型进行验证,计算结果同实测值符合较好,结果表明本文模型能反映出随着泥沙浓度增加,挟沙水流紊动抑制加剧的现象。 相似文献
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本文采用二维激光流速仪对光滑及均匀加糙下的明渠紊流进行了系统的试验研究,测得了较为全面的紊动结构资料:时均流速,纵、垂向脉动强度,紊动切应力及相关系数。根据试验结果,分析了明渠紊流结构特性,并对紊流随机理论关于明渠紊流的紊动结构的(4)~(8)式进行了全面的验证,其结果吻合较好。 相似文献
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系统总结了清水、低含水流和高含沙水流的紊动结构研究现状,包括研究理论与方法、试验手段、现有成果与存在的分歧。提出有待研究的成果。 相似文献
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该文设计制作了一套双层横向振荡格栅水槽,实验率定了双层横向振荡格栅中心区域紊流速度与振荡格栅冲程和频率的关系,并拟合出中心区域紊流三维均方根流速和紊动强度公式。同时实验确定了不同振幅和频率作用下均匀紊流区域的范围,计算了振荡格栅中心区域紊流的紊动积分尺度,并分析了紊动能量谱分布。实验研究证明双层横向振荡格栅中心区域一定范围内可以生成平均流速接近为零,近似天然明渠紊流特征的紊流场。据此,双层横向振荡格栅水槽可以为研究盐度扩散和泥沙运动规律等提供良好可控的水动力基础。 相似文献
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淤泥质床面上减阻流动的紊动特征 总被引:2,自引:0,他引:2
本文对不同密度的淤泥质床面上水流运动的流速分布、减阻特征、紊流度、紊动猝发周期和能谱结构进行了系统的实验研究,并与刚性床面的结果进行了比较分析,结果表明:淤泥质床面具有减阻、增速、抑制紊流猝发产生和减小紊动耗散率的作用。 相似文献
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挟沙水流紊动结构的试验研究 总被引:1,自引:0,他引:1
本文通过挟沙水流紊动结构的试验,研究了其时均结构和脉动结构,明确了含轻质沙水流的紊动结构与含沙量和粒径间的关系。试验结果表明,含沙水流的卡门常数x随含沙浓度和粒径的增大而减小,而水流脉动强度则随含沙浓度和粒径的增大而加强.此外,在与清水紊流结构比较的基础上,还对挟沙水流的内部机理进行了初步探讨。 相似文献
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本文采用数值方法,用κ-ε模型对紊流波浪底部边界层进行了研究,数值求解中用有限体积法得到了边界层中速度场,紊动功能场及紊动动能耗散率场,并用实验加以验证,两者结果一致。 相似文献