泥石流粗大颗粒物质运动过程的数值模型

山区泥石流中粗大颗粒物质的运动、堆积和再启动等过程对泥石流灾害的形成具有特殊的意义.将成分复杂的泥石流体划分为连续性的水沙混合流浆体和随机分布在浆体中粗大固体物质,基于角动量、动量守恒原理,通过分析泥石流流场中的颗粒间、颗粒和泥石流浆体间、颗粒和床面间的复杂作用力,建立了适用于模拟泥石流中大颗粒运动的模型方程.将模型应用于舟曲三眼峪泥石流模拟,计算结果表明:模拟结果较好反映了泥石流粗大颗粒物质的运动和停淤现象.该模型可为分析大颗粒物质对泥石流灾害形成的分析提供借鉴.     

波状泥石流运动特性分析

基于波状泥石流运动的基本方程，即浅水波方程，本文中分析了运动速度与形状保持不变的波状泥石流波面形态，并与蒋家沟实测４阵波状泥石流波形在运动过程中变化的波状泥石流，作者在明槽中进行了模拟试验，并用特征线方法做了相应计算，试验测量结果包括固定点泥位变化，不同时间泥石流波峰位置及波状泥石流最终停积形态；计算结果包括波状泥石流的运动过程，从开始运动、中间任一时刻波状泥石流的位置及波形，到最终停积波面形态整     

流体—固体介质中瑞利波特性

本文应用解析法和有限单元研究了流体－固体介质中平面瑞利波波速度弥散性及位移分布规律。利用有限单元法推导了液体介质中平面瑞利汉传播的单元刚度矩阵和质量矩阵，以及利用解析法获得了半无限提供的边界力。结合文献［１］给出的固体介质中有限单元刚度矩阵和质量矩阵，本文得到了流体－固体介质中瑞利弥散特征方程和位移计算公式。     

固体单颗粒在双筒同心液流中悬浮运动的试验研究

利用泰勒涡胞试验,采用单颗粒运动学及动力学模型,从差异旋转惯性力角度分析固体单颗粒在旋转液流两种情况下的运动特性和受力规律。试验结果表明:在内筒持续旋转、外筒始终静止水流情况下,固体单颗粒所受到的离心力绝对值大于其所受差异旋转惯性力绝对值,且离心力方向与差异旋转惯性力方向一致,固体单颗粒做离心运动,其所受的离心力数值与差异旋转惯性力数值在1个数量级左右;在内筒先旋转后静止、外筒静止的试验条件下,固体单颗粒所受到的离心力绝对值小于其所受差异旋转惯性力绝对值,且离心力方向与差异旋转惯性力方向相反,固体单颗粒做向心运动,其所受的离心力数值与差异旋转惯性力数值在同一数量级。更多还原     

粘性泥石流的输沙浓度与运动速度

作者通过泥石流运动机理分析，并引用我国粘性泥石流流速的野外实测资料统计，得到能反映泥石流特性的粘性泥流速度公式，这一结果通过我国西南地区各粘性泥石流沟的实测资料检验，表明具有一定的实用价值。     

粒子驱动流体运动

本文建立了粒子体积浓度不是很大的情况下粒子驱动流体运动的控制方程,而后对静止流体中由粒子群沉降驱动的流体运动进行了探讨,最后,对由圆形喷口喷出的异质粒子驱动的流体轴对称射流进行了分析。     

旋转水流中固体颗粒受差异旋转惯性力的试验

通过对不同转速下旋转圆桶水流中固体颗粒运动进行试验,利用高速摄像机捕捉试验中固体颗粒的运动轨迹,研究固体颗粒在旋转流中二维受力情况,并对其径向向心运动现象的普遍性和规律性进行了初步验证。研究表明,在低速转动圆桶水流中固体颗粒运动所受差异旋转惯性力与阻力所占比例远大于固体颗粒所受离心力和虚假质量力所占的比例。     

流体－固体介质中瑞利波特性

本文应用解析法和有限单元法研究了流体－固体介质中平面瑞利波波速度弥散性及位移分布规律．利用有限单元法推导了液体介质中平面瑞利汉传播的单元刚度矩阵和质量矩阵，以及利用解析法获得了半无限层提供的边界力．结合文献（１）给出的固体介质中有限单元刚度矩阵和质量矩阵，本文得到了流体－固体介质中瑞利弥散特征方程和位移计算公式．     

泥石流运动的层移质模型及其试验研究

认为泥石流中固体颗粒更接近于层移运动的形式,可用泥沙层移质运动模型来描述泥石流运动.用轻质塑料沙进行试验,得到颗粒浓度沿深度的分布.按Bagnold关于颗粒碰撞产生离散力的概念,考虑Savage提出的修正,得到离散力的表达式.根据试验观察,认为近床面运动的颗粒中还存在附加阻力,提出其表达式.代入浓度分布以后得到颗粒速度的分布,与试验资料吻合,并与已有的泥石流试验资料和计算公式进行了比较和讨论.     

固液两相流中固体颗粒的垂直分选机理

在结构两相流的总体框架内，基于对单个固相颗粒受力的分析和对多颗粒条件下颗粒之间的相互作用，本文对液体流动特性进行了简化，采用固体颗粒在水流中运动的垂线分选模型，对各种颗粒浓度条件下的垂直分选特征进行了讨论。结果表明：随着颗粒浓度的增加，颗粒的分选过程加快，颗粒向上聚集的倾向加强，分选的结果会形成明显地在垂直方向上显示出反粒序分布。当颗粒体积浓度超过0．3以后，粗颗粒较细颗粒具有更大的向上聚集的倾向；当颗粒浓度接近极限浓度时，会出现颗粒分选速度的反常变化，说明分选模型在这种情况下失效。文中还通过常见的三种液相速度分布，分析了不同速度分布剖面对分选结果可能产生的影响。     

固体颗粒的群体沉降速度分析

从流体力学原理出发，数值模拟非均匀沙随机分布对流场的影响，推导出固体颗粒群体沉速的理论解。该公式不仅量纲和谐，浓度变化不超过极限浓度值，能反映含沙量与非均匀沙级配变化对群体沉速的影响，而且可避免其它公式量纲不和谐，计算中出现负值或降得过快的缺点。采用黄河实测资料对该公式进行了验证，计算结果与实测资料基本符合。     

入汇主河的泥石流龙头运动机理研究

作者基于野外观测资料和模型试验，提出了泥石流与主河交汇的两种模式，即：有上下分层交汇和无明显分层的潜入式交汇。建立了潜入式交汇的泥石流龙头运动方程，并讨论了模型参数的取值。计算结果得到以下结论：当主河水流费劳德数比较小(Fr＜0.35)时，入汇主河泥石流龙头在主河的运动速度近似以线性减速，且与试验值吻合较好；混合流粘滞系数和绕流系数对龙头运动速度影响较大；泥砂沉降速度对龙头内部体积比浓度有显著影响。     

泥石流运动特征及动力学特征分析

泥石流的危害主要包括对城镇、建筑、工厂等带来毁灭性的破坏，同时威胁人身以及畜牧的生命安全，因此，加强泥石流的预防、治理工作成为了各地政府日常工作的重中之重。针对贵州省望谟县灾后重建工程结合泥石流产生的重度、流量、速度等运动特征和动力特征以及拦渣坝进行简要分析和探讨，提出初步解决措施，从而最大限度的保护泥石流易发区域群众的人身财产安全。     

流体--固体介质中Stoneley波特性

本文利用解析法建立了两半无限流体———固体介质中Ｓｔｏｎｅｌｅｙ波的特征方程及其位移计算公式，利用有限元———解析法建立流体———固体成层介质中Ｓｔｏｎｅｌｅｙ波的特征方程．并利用这些特征方程分析研究了流体———固体介质中Ｓｔｏｎｅｌｅｙ波的特性和位移分布规律．     

流体――固体介质中Stoneley波特性

本文利用解析法建立了两半无限流体――固体介质中Stoneley波的特征方程及其位移计算公式，利用有限元――解析法建立流体――固体成层介质中Stoneley波的特征方程。并利用这些特征方程分析研究了流体――固体介质中Stoneley波的特性和位移分布规律。     

三维流体固体动力耦合模型研究

流体固体动力耦合是众多工程领域的重要问题。由于流体与固体动力特性的巨大差异,二者的耦合研究异常困难,尤其是三维领域的研究更加复杂。本文分析了三维流体、固体接触界面上的运动状态,提出并采用流体固体接触界面的无限点对模式,模拟流体固体的动力相互作用。并利用广义变分原理结合Lagrangian乘子法,引入流体固体接触面约束条件,建立了三维不可压缩流体与固体动力耦合统一分析的理论模型,继而推导了耦合后的动力有限元求解方程,首次将流体与固体动力耦合内力作为未知量求解,使耦合后的流体与固体域的瞬态动力响应从同一方程中解出。经典算例较高的计算精度表明了这种耦合模型的正确性。液体储存箱的地震反应结果表明,固体变形的动力效应是显著的,应引起工程设计的注意。