異重流廣泛存在于江河入�？诟浇�,速度快、破壞力強,給近海工程的施工作業(yè)帶來不小的難度。為了研究系泊結構物在異重流作用下的運動響應,基于圖像處理技術,采用開閘式異重流模型試驗方法,將異重流和結構物作為研究對象。利用圖像處理技術處理由高速攝像機拍攝的結構物運動圖片,從而獲得結構物運動的時歷曲線。對比討論了不同密度比的異重流對結構物運動的影響,同一密度比的異重流對處于不同深度結構物運動的影響。研究結果表明:結構物運動受異重流密度的影響較大,結構物的運動幅值隨著密度的增大而增大。處于高密度流體非混合層的結構物受到異重流的作用會產生大幅度的順時針旋轉和正x方向偏移;位置較高的方柱受到淡水的主導作用,會產生逆時針旋轉和負x方向偏移。位于鹽水與淡水劇烈混合區(qū)域的方柱并不會產生單一方向的偏移,而是在平衡位置附近波動。

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【部分圖文】：

圖1異重流試驗布置

采用2臺高速攝像機拍攝，計算機同時控制這2部攝像機的開機和停止。1號高速攝像機用于拍攝結構物以獲得其運動特性，2號高速攝像機拍攝異重流流動過程。攝像機距離水槽前壁1.5m。直流光源用于提供連續(xù)穩(wěn)定光源，保證所有照片不會出現(xiàn)黑暗的情況。攝像機鏡頭誤差來源于鏡頭帶來圖像畸變，采用高....

圖2模型試驗布置

模型試驗布置示意如圖2所示。表1為具體參數(shù)。為了討論異重流密度比和結構物位置的影響，設置如下條件:1)鹽水密度ρ2為1040、1030、1020kg/m3;2)淡水密度ρ1為997kg/m3;3)結構物深度d/D為0.120、0.275、0475。試驗共有5個工況，如表....

圖3密度比ρ2/ρ1=1.04異重流演化過程

圖3為密度比ρ2/ρ1=1.04時異重流的流動過程�？梢园l(fā)現(xiàn)，開閘式異重流勻速前進，其初始高度是其鋒頭高度的兩倍，并且在異重流演化的過程中在液體交界面處產生明顯的翻卷和混合，這種現(xiàn)象稱為Kelvin-Helmholtz不穩(wěn)定現(xiàn)象，這是由于兩種液體之間存在剪切速度差，兩種液體從層流....

圖4頭部速度試驗值和理論值對比(ρ2/ρ1=1.04)

如圖4所示，將異重流頭部速度的模型試驗值和理論計算值進行比對。對比發(fā)現(xiàn)，理論計算結果稍高于模型試驗結果，這是由于模型試驗存在湍流混合作用帶來的能量損失。2.3數(shù)值計算結果對比

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