推移質(zhì)的起動及輸移規(guī)律是河流動力學(xué)的重要課題,其在河流動力學(xué)理論及實際工程中都具有重要的意義。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,通過床面均勻顆粒位置試驗及理論分析,對三維床面泥沙暴露角分布規(guī)律、泥沙起動條件、起動標(biāo)準(zhǔn)、泥沙起動的全概率及推移質(zhì)輸沙率進行研究。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:（1）在前人特殊堆積形式的三維暴露度模型基礎(chǔ)上,構(gòu)建了一般堆積形式的三維暴露度模型,并以均勻玻璃球代替泥沙顆粒,通過試驗研究統(tǒng)計分析得出了暴露角的分布規(guī)律,結(jié)果表明:三維床面泥沙顆粒暴露角在（0,1.57）rad內(nèi)近似服從暴露角均值μ_β=0.96、方差σ_β=0.26的正態(tài)分布。（2）通過對二維床面均勻泥沙顆粒相對位置關(guān)系的分析,確定了瞬時作用流速及有效作用高度,從理論上建立了平坡泥沙臨界起動條件與床面泥沙暴露度的關(guān)系,確定了床面泥沙起動模式難易程度,即滾動起動與滑動起動條件取決于泥沙顆粒的暴露角。當(dāng)暴露角θ小于42.8°時,泥沙更易于滾動起動;當(dāng)暴露角θ大于42.8°時,泥沙更易于滑動起動。進而同時考慮兩種起動模式的泥沙起動全概率,推導(dǎo)了推移質(zhì)單寬輸沙率公式及輸沙強度計算公式... 

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Paintal定義的暴露度示意圖

西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2最高點的豎向距離定義為暴露度，如圖1-1所示，有學(xué)者(何文社2002-a)指出，實際情況中，暴露度難以確定，究其原因在于平均床面難以量化；我國學(xué)者韓其為(1984)在進行泥沙起動流速研究時，認為目標(biāo)顆粒與下游顆粒的相對位置對泥沙顆粒的受力會產(chǎn)生很大影響，因此定義“暴露度Δ為表層顆粒與下游次表層顆粒接觸點至表層顆粒最低點之間的距離”，相對暴露度Δ"=Δ/D，如圖1-2所示，并假設(shè)暴露度服從均勻分布，其概率密度分布函數(shù)如下：minmin1,0.5()0.50DfD，其他(1-1)式中Δ為顆粒的暴露度；D為泥沙直徑；Δmin=0.067D為暴露度最小值。圖1-1Paintal定義的暴露度示意圖Fig.1-1TheexposurediagramdefinedbyPaintal圖1-2韓其為的暴露度示意圖Fig.1-2TheexposurediagramdefinedbyHanQiWei近年來，學(xué)者們分別從理論分析及試驗觀測兩個方面，對床面泥沙顆粒位置特性做了深入的研究。劉興年(1987)基于Paintal提出的絕對暴露度理論，對非均勻沙的暴露高度進行試驗觀測，建立了暴露高度與粒徑的關(guān)系式；何文社(2002-b)基于韓其為的觀點，提出了基于等效粒徑的非均勻沙的暴露度系數(shù)計算式；孟震等(2011-a;2011-b)

第一章緒論3基于韓其為的暴露度理論，對二維顆粒位置進行初步分析，理論推導(dǎo)出二維相對暴露度的概率密度函數(shù)可能符合的分布形式，分別為均勻分布、反余弦分布、對數(shù)正態(tài)分布：1131,113242()()2240,其他f(1-2)23131,()2420,其他f(1-3)211lnexp(),0()220,其他f(1-4)Cheng(2003)試驗觀測了相鄰表層顆粒球心間的水平距離L，并基于波浪理論推導(dǎo)出水平距離L的概率密度函數(shù)。楊奉廣(2009)基于Cheng(2003)的顆粒位置特性試驗成果，即顆粒間水平距離的概率密度分布，建立其與暴露度之間的計算關(guān)系式，推導(dǎo)出床面泥沙相對暴露度的概率密度為偏正態(tài)分布：21.522222121.9281111412f(1-5)式中，ν=0.4，其余符號同前。白玉川(2013)認為隨機排列在床面上的泥沙暴露度是雙向存在的，首先提出了雙向暴露度(垂向暴露度Δz和縱向暴露度Δx)的概念，如圖1-3。圖1-3雙向暴露度示意圖Fig.1-3Schematicdiagramoftwo-wayexposure

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于全概率的推移質(zhì)輸沙率公式[J]. 李林林,張根廣.  泥沙研究. 2018(06)
[2]球體泥沙暴露度分布規(guī)律及其應(yīng)用[J]. 李林林,張根廣,周雙.  泥沙研究. 2018(04)
[3]斜坡上的推移質(zhì)輸沙率公式[J]. 王愉樂,張根廣,周雙,程燁,李林林.  水力發(fā)電學(xué)報. 2018(05)
[4]泥沙不同起動模式的起動概率對比分析[J]. 程燁,張根廣,吳彰松,李林林.  泥沙研究. 2017(05)
[5]彎道岸坡上粗細泥沙統(tǒng)一起動流速公式[J]. 李林林,張根廣.  水動力學(xué)研究與進展（A輯）. 2017(03)
[6]考慮起動概率的岸坡均勻沙起動流速公式[J]. 李林林,張根廣,李志國,唐堯.  泥沙研究. 2017(01)
[7]正負坡上均勻散粒體泥沙起動流速的研究[J]. 李林林,張根廣,吳彰松,高遠.  泥沙研究. 2016(05)
[8]基于相對暴露度的無黏性均勻泥沙起動流速公式[J]. 張根廣,周雙,邢茹,梁宗祥.  應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報. 2016(04)
[9]非均勻推移質(zhì)瞬時輸沙率試驗研究[J]. 許琳娟,劉春晶,曹文洪.  水利學(xué)報. 2016(02)
[10]均勻泥沙相對暴露度的試驗研究[J]. 周雙,張根廣,王新雷,邢茹.  泥沙研究. 2015(06)

博士論文
[1]推移質(zhì)運動基本規(guī)律研究[D]. 孟震.清華大學(xué) 2015
[2]彎道水流結(jié)構(gòu)及泥沙輸移過程研究[D]. 吳巖.天津大學(xué) 2014
[3]非均勻推移質(zhì)泥沙運動特性研究[D]. 陳有華.天津大學(xué) 2013
[4]非均勻沙運動特性研究[D]. 何文社.四川大學(xué) 2002

碩士論文
[1]基于泥沙雙向位置特性的推移質(zhì)輸沙率研究[D]. 王愉樂.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
[2]滾動推移質(zhì)運動的統(tǒng)計規(guī)律[D]. 沈穎.天津大學(xué) 2014



本文編號：3459933