推移質(zhì)泥沙在波浪、潮流等往復(fù)流作用下的運(yùn)動(dòng)是海岸工程中需要重點(diǎn)關(guān)注的問題,海岸線的侵蝕和淤長,海岸與近海工程結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)的沖刷都與推移質(zhì)泥沙運(yùn)動(dòng)直接相關(guān)。因此,研究推移質(zhì)泥沙在往復(fù)流作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,獲得合理科學(xué)的推移質(zhì)輸沙模型,對海岸防護(hù)工程的設(shè)計(jì)、岸線的演變預(yù)測,以及海岸與海洋工程結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定性的評估等具有重要指導(dǎo)意義。本文通過水槽實(shí)驗(yàn),研究了往復(fù)流作用下的粗顆粒推移質(zhì)輸沙強(qiáng)度與水動(dòng)力條件、泥沙顆粒特性之間的關(guān)系,并考察了非恒定效應(yīng)在其中的影響,發(fā)現(xiàn)慣性效應(yīng)使得粗顆粒泥沙在起動(dòng)階段的加速度小于止動(dòng)階段,推移質(zhì)輸沙強(qiáng)度的峰值與水流流速峰值有一個(gè)相位滯后的現(xiàn)象產(chǎn)生,而已有的準(zhǔn)恒定或半非恒定推移質(zhì)輸沙模型無法對實(shí)驗(yàn)結(jié)果作精確的預(yù)測。本文從運(yùn)動(dòng)泥沙顆粒的受力情況和沖淤守恒分析出發(fā),將控制方程在時(shí)間軸上進(jìn)行差分,分別得到泥沙顆粒瞬時(shí)速度和單位面積運(yùn)動(dòng)顆粒數(shù)的計(jì)算模型,進(jìn)而建立了考慮慣性力作用的瞬時(shí)推移質(zhì)輸沙模型,選取合適的計(jì)算參數(shù)后,三個(gè)計(jì)算模型對實(shí)驗(yàn)結(jié)果均模擬效果良好,且運(yùn)動(dòng)顆粒數(shù)模型和輸沙模型可以成功捕捉相位滯后效應(yīng)。本文通過參數(shù)物理意義的討論,引入了一個(gè)表征粗顆粒泥沙在往復(fù)流作用下運(yùn)動(dòng)中慣... 

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題的背景和意義
    1.2 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基本概念
        1.2.2 實(shí)驗(yàn)研究
        1.2.3 往復(fù)流推移質(zhì)輸沙模型
    1.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 波浪作用下的泥沙起動(dòng)
        1.3.2 單向流推移質(zhì)輸沙模型
        1.3.3 往復(fù)流推移質(zhì)輸沙模型
    1.4 研究目的、內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究內(nèi)容
        1.4.3 技術(shù)路線
第二章 往復(fù)流作用下的推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)
    2.1 實(shí)驗(yàn)條件
        2.1.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器
        2.1.2 U形往復(fù)流水槽
    2.2 工況設(shè)定與實(shí)驗(yàn)操作
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    2.4 本章小結(jié)
第三章 往復(fù)流作用下的推移質(zhì)輸沙模型
    3.1 顆粒運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算模型
        3.1.1 理論推導(dǎo)
        3.1.2 控制方程
        3.1.3 計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較
    3.2 單位面積運(yùn)動(dòng)顆粒數(shù)計(jì)算模型
        3.2.1 理論推導(dǎo)
        3.2.2 控制方程
        3.2.3 計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較
    3.3 瞬時(shí)推移質(zhì)輸沙強(qiáng)度計(jì)算模型
    3.4 本章小結(jié)
第四章 半周期平均輸沙強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式
    4.1 慣性效應(yīng)與KC數(shù)的關(guān)系
    4.2 經(jīng)驗(yàn)公式的導(dǎo)出
        4.2.1 公式表達(dá)形式的確定
        4.2.2 擬合所用數(shù)據(jù)來源
        4.2.3 公式的擬合
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 主要成果與結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A
附錄B
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]側(cè)向水流作用下均勻沙休止角變化的試驗(yàn)研究[J]. 陳立,宋濤,李東鋒,王俊洲.  泥沙研究. 2017(03)
[2]顆粒形狀和介質(zhì)對泥沙休止角的影響[J]. 吳彰松,張根廣,梁宗祥,許琴.  人民黃河. 2017(03)
[3]床面均勻沙拖曳力及上舉力系數(shù)的確定[J]. 周雙,張根廣,邢茹,高翔.  泥沙研究. 2016(02)
[4]無黏性泥沙休止角與表層沙摩擦角試驗(yàn)[J]. 孟震,王浩,楊文俊.  天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2015(11)
[5]中國沿海海岸侵蝕與海平面上升探析[J]. 林峰竹,王慧,張建立,付世杰.  海洋開發(fā)與管理. 2015(06)
[6]斯里蘭卡科倫坡港海域岸灘演變特征及泥沙環(huán)境分析[J]. 高峰,李蘇,李松喆,趙鵬,張軍.  水道港口. 2015(02)
[7]波浪作用下泥沙運(yùn)動(dòng)研究綜述[J]. 陳杰,劉靜,蔣昌波,伍志元.  泥沙研究. 2014(04)
[8]波浪及波流邊界層泥沙起動(dòng)規(guī)律[J]. 李壽千,陸永軍,左利欽,黃偉昊,陸彥.  水科學(xué)進(jìn)展. 2014(01)
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[10]波浪滲流力對泥沙起動(dòng)的影響[J]. 程永舟,蔣昌波,潘昀,李青峰.  水科學(xué)進(jìn)展. 2012(02)

博士論文
[1]推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律研究[D]. 孟震.清華大學(xué) 2015

碩士論文
[1]振蕩流作用下的推移質(zhì)輸沙規(guī)律研究[D]. 戚曉明.天津大學(xué) 2009
[2]海底管道沖刷及波浪力試驗(yàn)研究[D]. 劉貞飛.中國海洋大學(xué) 2007
[3]波浪作用下底摩阻系數(shù)和泥沙起動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究[D]. 蔡翠蘇.河海大學(xué) 2007



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