基于泥沙突變理論,針對(duì)海底管線沖刷下泥沙的運(yùn)動(dòng)特征,建立恒定流作用下的泥沙起動(dòng)模式,確定希爾茲數(shù)、無量綱參數(shù)、沖刷坑深度之間相互作用的非線性方程,推導(dǎo)了恒定流作用下海底管線沖刷坑深度的預(yù)測(cè)公式。將相同條件下該公式的計(jì)算結(jié)果與前人的試驗(yàn)資料進(jìn)行了對(duì)比,可發(fā)現(xiàn)盡管計(jì)算結(jié)果存在一定的誤差,但也基本能滿足對(duì)沖刷坑深度的預(yù)測(cè)和判斷,從而證明了泥沙突變模型在預(yù)測(cè)海底管線沖刷坑深度中的適用性。

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圖1泥沙起動(dòng)尖點(diǎn)突變模型

根據(jù)泥沙突變的非線性理論[19]，泥沙起動(dòng)的尖點(diǎn)突變模型如圖1所示。圖1中突變曲面的標(biāo)準(zhǔn)方程:

圖2沖刷坑深度計(jì)算值與試驗(yàn)值對(duì)比圖

為了更易于直觀觀察對(duì)比結(jié)果，將表1中數(shù)據(jù)全部繪于圖2中。圖2中y1,y2分別為由式(15)計(jì)算得到的沖刷坑深度值和四位學(xué)者的試驗(yàn)值。由圖2可知，圖中各點(diǎn)雖未能與對(duì)角線完全重合，但基本分布于對(duì)角線附近，這說明理論推導(dǎo)公式式(15)基本能滿足于恒定流作用下海底管線局部沖刷坑深度的預(yù)測(cè)....

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