現(xiàn)有的振蕩流層移輸沙實驗數(shù)據(jù)表明,層移輸沙周期平均懸沙濃度（簡稱“時均濃度”,下同）隨著泥沙粒徑的減小、水質(zhì)點振蕩速度的增大而增大,但是關(guān)于波浪周期對時均濃度垂向分布影響的研究,其結(jié)論卻并不統(tǒng)一。當(dāng)波浪周期減小時,時均濃度的垂向空間分布可能增大、減小、甚至不變。通過對實驗數(shù)據(jù)的分析表明,當(dāng)泥沙粒徑越大、水質(zhì)點振蕩速度越小時,波浪周期的改變對時均濃度的影響越小。本研究通過引入泥沙沉速與均方根流速的比值來判斷周期對時均濃度的影響,當(dāng)這一比值小于0.04～0.043時,定義為“相對細(xì)沙”,反之,為“相對粗沙”。通過整理既有的振蕩流層移輸沙實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),隨著周期從12s減小到2s,對于相對細(xì)沙,其時均濃度先減小、后增大、最后再減小,但是對于相對粗沙來說,其時均濃度幾乎不隨周期變化。波浪周期影響相對細(xì)沙和相對粗沙時均濃度的機理可以用最大希爾茲數(shù)隨周期的變化來解釋。為了定量化分析周期對時均濃度的影響,本研究采用經(jīng)典的純擴散模型進(jìn)行研究。研究表明,在純振蕩流作用下泥沙擴散系數(shù)幾乎不隨波浪周期變化。因此,當(dāng)波浪周期變化時,時均濃度與參考濃度的變化規(guī)律一致,所以不同周期同一垂向位置時均濃度的比值為常數(shù)。... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２粒徑對層移輸沙時均濃度的影響??注：二階斯托克斯振蕩流：（ａ）Ｏ’Ｄｏｎｏｇｈｕｅ?ａｎｄ?Ｗｒｉｇｈｔ（２００４）；正弦振蕩流加定常流：（ｂ）Ｄｏｈｍｅｎ－Ｊａｎｓｓｅｎ??（１９９９）??

???徑的增大而減小，但當(dāng)泥沙粒徑增大到一定程度，時均濃度的垂向分布幾乎不會發(fā)生改變，??即中沙和粗沙的時均濃度基本一致（圖１．２?（ｂ））。其中ｔ／５。表示泥沙的中值粒徑，單位為??ｍｍ；、》為均方根？流１速，摩■位＾ｍ／ｓ。選用均方根■流速來表１示水■質(zhì)點振蕩速度的原因是因??為不同的實驗采用的振蕩流類型不同。例如本研究選用的實驗有二階斯托克斯振蕩流、正??弦振蕩流、二階斯托克斯振蕩流加定常流以及正弦振蕩流加定常流等類型，因此采用均方??根流速來統(tǒng)一表示水質(zhì)點振蕩速度。??１．２．２水質(zhì)點振蕩速度的影響??如圖１．３?（ａ，ｂ）所示，對于二階斯托克斯振蕩流條件，根據(jù)Ｒｉｂｂｅｒｉｎｋ?ａｎｄ?Ｃｈｅｎ?（１９９３）??以及Ｒｉｂｂｅｒｉｎｋ?（１９９５）的實驗數(shù)據(jù)可知均方根速度越大，時均濃度越大。由圖１．３?（ｃ）可??知

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文時水質(zhì)點振蕩速度達(dá)到最大值，為ｌ．４ｍ／ｓ，在９０°時振蕩流反向。顯然，隨著周期從５ｓ??減小到２ｓ，侵蝕深度增大，也就意味著有更多的泥沙懸浮，即短周期濃度大。這一結(jié)論與??Ｏ’Ｄｏｎｏｇｈｕｅ?ａｎｄ?Ｗｒｉｇｈｔ（２００４）的實驗結(jié)果相同。然而，這一理論雖然可以解釋Ｏ’Ｄｏｎｏｇｈｕｅ??ａｎｄ?Ｗｒｉｇｈｔ?（２００４）的實驗數(shù)據(jù)，但是無法解釋為什么在粒徑較大、水質(zhì)點振蕩速度較小??時，周期的變化對層移輸沙時均濃度沒有影響，也不能解釋為什么在某些情況下長周期濃??度大的實驗現(xiàn)象。??ＸＩＯ－３?????????


本文編號：3495508