發(fā)布時間：2020-05-19 20:13

【摘要】： 隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展,近岸海域環(huán)境污染越來越嚴重。于是底泥在海水水質問題中的重要作用,也越來越受到重視。然而,波浪作用下底泥運動的復雜性給水質控制和預報帶來了極大的困難,隨著計算機的迅速發(fā)展,以水動力學為基礎的數(shù)值模擬為底泥運動與再懸浮研究提供了可能。 在假定海底泥沙水為牛頓流體的基礎上,采用動量源法造波,末端設置人工衰減層消波,利用連續(xù)性方程和N-S方程模擬流體質點運動,采用VOF法追蹤自由面和水-泥沙水的相界面運動,建立了空氣—海水—高濃度泥沙水的數(shù)值波浪水槽,實現(xiàn)了波浪作用下泥沙水層內的動力學響應模擬。利用波譜分析手段,得到了表面波和內波的控制區(qū)域和作用情況,建立了表面波與內波波幅沿水深分布的解析表達式;在此基礎上,考慮海底存在高濃度泥沙水層的實際情況,建立了修正起沙理論,推導了修正泥沙起動公式。 取得的主要成果為:隨著水深加大,波動首先由表面波控制,逐漸過渡為由表面波和內波同時控制,最后由內波主要控制;表面波與內波在小幅值時,它們間的非線性相互作用可以忽略,可以獨立的存在于水層和泥沙水層流場中;對于表面波和內波均可以采用有限水深的表面波解析公式計算,誤差是可以忽略;對于表面波、內波場,波數(shù)的模擬值與解析解符合很好。波幅模擬值與解析解的趨勢雖然一致,但存在一定誤差;本文建立的波浪作用下泥沙起動公式與竇國仁的公式相比,本公式能夠更好地反映泥沙起動過程。 最后,本文對泥沙再懸浮運動理論作了系統(tǒng)研究,建立了波浪作用下泥沙起動修正理論,得到了泥沙再懸浮條件,為近岸海底泥沙再懸浮預測提供了理論支持。
【圖文】：

為了確定自由面的位置，本文以第二種情況為例，說明確定自由面位置的方以及一個網格內的自由表面屬于第二種情況的條件。坐標系如圖 2-4 所示，將標原點定于網格左下角處。網格在 x 和 y 方向的尺度分別為 Δx 和 Δy。自由面 x 軸的夾角為 β（銳角），自由面同網格的兩條邊的交點為（0，y1）（Δx,y2）圖 2-3 自由表面和自由表面在自由面單元內的形狀圖 2-4 第二種情況下，自由表面位置的確定

自由面的位置，，本文以第二種情況為例，說明確定自格內的自由表面屬于第二種情況的條件。坐標系如圖網格左下角處。網格在 x 和 y 方向的尺度分別為 Δx 和為 β（銳角），自由面同網格的兩條邊的交點為（0，圖 2-3 自由表面和自由表面在自由面單元內的形狀
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：P737.14

【參考文獻】

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1 蔣智勇,程和琴,陳吉余,周天瑜;長江口南槽底沙再懸浮對重金屬吸附的影響[J];安全與環(huán)境學報;2003年03期

2 車越,何青,吳阿娜;河口泥沙再懸浮對懸沙中重金屬元素的影響[J];長江流域資源與環(huán)境;2003年05期

3 陳沈良,張國安,楊世倫,虞志英;長江口水域懸沙濃度時空變化與泥沙再懸浮[J];地理學報;2004年02期

4 韓其為,何明民;細顆粒泥沙成團起動及其流速的研究[J];湖泊科學;1997年04期

5 趙子丹;;波浪邊界層和底沙起動[J];港口工程;1987年01期

6 錢嫦萍,陳振樓,胡玲珍,鄧煥廣;崇明東灘沉積物再懸浮對沉積物-水界面氮、磷交換行為的影響[J];環(huán)境科學;2003年05期

7 孫大鵬,李玉成;數(shù)值水槽內的阻尼消波和波浪變形計算[J];海洋工程;2000年02期

8 王丕波,宋金明,郭占勇,李鵬程;海洋表層沉積物再懸浮的誘因及其對生源要素循環(huán)的影響[J];海洋科學;2005年10期

9 陳聚法;趙俊;孫耀;方建光;;桑溝灣貝類養(yǎng)殖水域沉積物再懸浮的動力機制及其對水體中營養(yǎng)鹽的影響[J];海洋水產研究;2007年03期

10 竇國仁,董鳳舞,竇希萍,李y斃

本文編號：2671420