本文關(guān)鍵詞：彎曲復(fù)式河槽水流特性試驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 復(fù)式河槽 縱向流速 二次流 雷諾應(yīng)力 Lumley三角形 動量交換

【摘要】：彎曲復(fù)式河槽水流特性是在諸多因素綜合作用下形成的,其不僅具有彎曲河道的特點(diǎn),更由于灘槽是一個相互作用的系統(tǒng),灘地的變化直接影響河槽的演變,河槽的調(diào)整也對灘地的穩(wěn)定構(gòu)成顯著影響。彎曲復(fù)式河槽由于其復(fù)雜的邊界條件增大了水流結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度,目前此類問題研究較少,其研究對于天然河道演變及治理具有重要參考價值。本文在總結(jié)國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)針對漫灘工況下彎曲復(fù)式河槽水流結(jié)構(gòu)開展水槽試驗(yàn)研究。分析了漫灘水流條件下的流速分布、水流紊動的基本特性,并對典型斷面水流紊動的各項(xiàng)異性特征進(jìn)行了詳細(xì)的分析。最后,從雷諾方程出發(fā)分析了彎曲復(fù)式河道灘槽水流動量交換的特點(diǎn)。論文主要得到以下研究結(jié)論:1.流速分布⑴漫灘工況下,灘地區(qū)和灘槽交互區(qū)的水位沿程的變化幅度大于主槽區(qū)的水位變幅,水流漫灘后,中心主槽區(qū)水位最高點(diǎn)的位置分布在彎頂附近并隨相對水深變化,表現(xiàn)為在低漫灘工況下偏移向下游,隨著漫灘水深增大又返回上游。⑵水流漫灘后,彎頂附近的主流區(qū)逐漸偏向?yàn)┎劢唤鐓^(qū),并隨漫灘水深增大而移向?yàn)┑貐^(qū);彎道順直過渡段的非主流岸附近灘槽水流的動量交換形成的回流結(jié)構(gòu)具有“束窄”河槽作用,其使得非主流岸的灘地區(qū)出現(xiàn)負(fù)縱向流速且其沿水深的垂線分布具有較大的分散特性,增大了主流岸附近的縱向流速并沿水深趨于均勻分布。⑶二次流在漫灘前后的復(fù)雜變化表明:水流漫灘后灘槽水流的相互作用影響了彎道作用產(chǎn)生的二次流,在不同的漫灘水深情況下,灘槽水流相互作用的強(qiáng)度及范圍發(fā)生相應(yīng)改變。2.紊動特性⑴三維紊動強(qiáng)度沿水深的垂線分布整體表現(xiàn)為在槽底附近迅速增大到最大值隨后一直到水面附近趨于減小。灘槽水流的相互作用使紊動強(qiáng)度達(dá)到最大值的位置偏離槽底上移。⑵紊動能的較大值主要分布在灘槽水流相互作用影響的主要區(qū)域即灘地區(qū)和斜坡區(qū),二次流的沿彎道的發(fā)展促進(jìn)了紊動能的沿程增大。⑶雷諾應(yīng)力的斷面分布與縱向流速梯度有關(guān),灘槽交界附近正負(fù)相反的雷諾應(yīng)力極值核心區(qū)反映了灘槽水流動量的傳遞。⑷灘槽水流的相互作用增大了水流紊動的各項(xiàng)異性程度,灘地區(qū)及斜坡區(qū)是灘槽水流相互作用影響的主要區(qū)域。3.灘槽水流動量交換表觀剪切應(yīng)力的極值主要分布在灘槽交界附近且其兩側(cè)的灘槽表觀剪切應(yīng)力的正負(fù)值相反,這與斷面灘槽交界附近的一對正負(fù)相反的雷諾應(yīng)力極值核心區(qū)相對應(yīng)。在順直復(fù)式河槽中斷面動量的傳遞主要是由主槽傳遞到兩岸灘地,而彎曲復(fù)式河槽受彎道特有幾何邊界條件影響增加了動量傳遞的復(fù)雜程度,灘槽之間水流動量可能從主槽區(qū)傳遞到灘地區(qū),也可能從灘地區(qū)傳遞到主槽區(qū)。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)式河槽 縱向流速 二次流 雷諾應(yīng)力 Lumley三角形 動量交換
【學(xué)位授予單位】：長江科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TV133
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 緒論13-27
• 1.1 研究背景及意義13-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-24
• 1.2.1 順直復(fù)式河槽水沙輸移特性15-20
• 1.2.2 彎曲復(fù)式河槽水沙輸移特性20-23
• 1.2.3 有待進(jìn)一步研究的問題23-24
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容24-26
• 1.3.1 主要研究方法24-25
• 1.3.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)25
• 1.3.3 論文結(jié)構(gòu)安排25-26
• 1.4 本章小結(jié)26-27
• 第二章 水槽試驗(yàn)設(shè)計(jì)27-45
• 2.1 試驗(yàn)條件27-37
• 2.1.1 模型布置27-29
• 2.1.2 量測設(shè)備29-37
• 2.2 預(yù)備性試驗(yàn)37-43
• 2.2.1 試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)37
• 2.2.2 試驗(yàn)條件37-38
• 2.2.3 試驗(yàn)分析38-42
• 2.2.4 試驗(yàn)結(jié)論42-43
• 2.3 試驗(yàn)方案43-44
• 2.3.1 試驗(yàn)研究內(nèi)容43
• 2.3.2 試驗(yàn)步驟43-44
• 2.4 本章小結(jié)44-45
• 第三章 流速結(jié)構(gòu)分析45-67
• 3.1 水面線45-48
• 3.1.1 縱向水面線45-46
• 3.1.2 橫向水面線46-48
• 3.2 表面流速48-50
• 3.3 縱向流速50-58
• 3.3.1 縱向流速斷面分布51-56
• 3.3.2 縱向流速垂線分布56-58
• 3.4 二次流58-64
• 3.4.1 二次流斷面分布58-63
• 3.4.2 二次流速垂線分布63-64
• 3.5 本章小結(jié)64-67
• 第四章 水流紊動基本特性67-79
• 4.1 紊動強(qiáng)度67-72
• 4.1.1 進(jìn)口順直段68-70
• 4.1.2 彎道順直過渡段70-71
• 4.1.3 下游彎頂71-72
• 4.2 紊動能72-73
• 4.3 雷諾應(yīng)力73-77
• 4.4 本章小結(jié)77-79
• 第五章 紊動各向異性特征79-89
• 5.1 Lumley三角形分析理論79-81
• 5.2 整體各向異性水平81-82
• 5.3 各向異性不變量的垂向分布82-84
• 5.4 各向異性不變量的橫向分布84-87
• 5.5 本章小結(jié)87-89
• 第六章 灘槽水流動量交換89-93
• 6.1 基本理論89-90
• 6.2 動量交換強(qiáng)度分析90-91
• 6.3 本章小結(jié)91-93
• 第七章 結(jié)論與展望93-96
• 7.1 主要結(jié)論93-95
• 7.2 研究展望95-96
• 參考文獻(xiàn)96-99
• 附錄99-100
• 致謝100

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊克君;黃爾;劉藝平;;全動床復(fù)式河槽水流阻力特性的試驗(yàn)研究[J];四川大學(xué)學(xué)報(工程科學(xué)版);2007年06期

2 陳長英,張幸農(nóng);灘槽復(fù)式斷面水流特性的試驗(yàn)研究[J];水利水運(yùn)工程學(xué)報;2004年03期

3 鄧安軍,陳立,林鵬,葉小云;紊動強(qiáng)度沿垂線分布規(guī)律的分析[J];泥沙研究;2001年05期

4 胡春宏,吉祖穩(wěn);復(fù)式斷面邊界剪切應(yīng)力分布規(guī)律研究[J];泥沙研究;1999年06期

5 吉祖穩(wěn),胡春宏;漫灘水流水沙運(yùn)動規(guī)律的研究[J];水利學(xué)報;1998年09期

6 吉祖穩(wěn),胡春宏;漫灘水流流速垂線分布規(guī)律的研究[J];水利水電技術(shù);1997年07期

7 龐炳東;河流洪水流場中的能量分布[J];水利學(xué)報;1997年05期

8 陳立，詹義正，周宜林，王明甫;漫灘高含沙水流灘槽水沙交換的形式與作用[J];泥沙研究;1996年02期

9 梁志勇,曾慶華,周文浩;漫灘洪水水沙輸移的數(shù)學(xué)模型及其初步驗(yàn)證[J];水動力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯);1993年02期

10 黃本勝;蔡金德;吳學(xué)良;;漫灘水流灘槽相互作用的射流邊界層理論模式[J];成都科技大學(xué)學(xué)報;1990年06期

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本文編號：655329