【摘要】：我國多高含沙河流,水流含沙量上升后,由于存在大量以粘性泥沙顆粒為骨架的絮網(wǎng)結(jié)構(gòu),其物理特性、運動特性以及輸沙特性等均不再符合牛頓流體運動學規(guī)律,而逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦吆乘�。關于高含沙水流荷載特性的室內(nèi)模型試驗前人已做過許多,但大部分為高含沙漸變水流試驗,因此本文進行的高含沙急變水流試驗具有十分重要的工程意義。本文以高含沙急變水流為研究對象,通過調(diào)整水流含沙量以及上游來流條件,觀察流態(tài)并分析時均壓強、脈動壓強等荷載特性。主要研究成果及結(jié)論如下:(1)研究了孔板高含沙急變水流時均壓強的沿程分布規(guī)律。試驗結(jié)果表明:其分布規(guī)律與清水相同,在孔板前和遠離孔板處較為平穩(wěn),在孔板處取得時均壓強負壓最大值;試驗范圍內(nèi)幅值大小隨含沙量的增加而增加,最大增幅可達170.10%。(2)研究了孔板高含沙急變水流脈動壓強的沿程分布規(guī)律。試驗結(jié)果表明:其分布規(guī)律與清水相同,在孔板前和遠離孔板處較為平穩(wěn),在孔板后0.5D處取得脈動壓強最大值;幅值大小受上游來流條件和含沙量的雙重影響,在上游來流條件較強時,試驗范圍內(nèi)脈動壓強隨含沙量的增加而持續(xù)增加,最大增幅可達28.35%,在上游來流條件較弱時,脈動壓強隨含沙量的增加而先增加后減小。(3)研究了高含沙挑跌流的流態(tài)特性。試驗結(jié)果表明:含沙量的變化對水舌空中流態(tài)及水墊塘流態(tài)均有較大影響,水舌外緣隨含沙量的增加而逐漸趨于光滑,水舌整體擺動幅度也逐漸減小,水墊塘內(nèi)形成的漩渦的數(shù)量和尺度均減小。(4)研究了高含沙挑跌流時均壓強的沿程分布規(guī)律。試驗結(jié)果表明:其分布規(guī)律與清水相同,在遠離水舌沖擊區(qū)較為平穩(wěn),在水舌沖擊區(qū)取得最大值;試驗范圍內(nèi)幅值大小隨含沙量的增加而增加,表孔最大增幅可達74.14%,中孔最大增幅可達44.27%。(5)研究了高含沙挑跌流脈動壓強的沿程分布規(guī)律。試驗結(jié)果表明:其分布規(guī)律與清水相同,在遠離水舌沖擊區(qū)較為平穩(wěn),在水舌沖擊區(qū)取得最大值;其幅值大小受上游來流條件和含沙量的雙重影響,在上游來流條件較強時,試驗范圍內(nèi)脈動壓強隨含沙量的增加而增加,在上游來流條件較弱時,脈動壓強隨含沙量的增加而先增加后減小。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TV149
【圖文】：

圖 2-1 淹沒沖擊射流沖擊射流擴散寬度 2b、射流中心流速 、斷面平寬度 2b[67]通過實驗研究證明跌流水舌在水墊塘內(nèi)的擴散仍（2-2）所示： 0= 0通過在實驗室的二元水槽中實驗得到了類似的擴散 0= 0散規(guī)律也符合直線擴散規(guī)律，如公式（2-4）所示： 0 = 069] = 為擴散邊界，總結(jié)得出擴散規(guī)律，如

第 2 章 荷載特性的理論及研究方法水流脈動壓強的功率譜密度基本可以分為以下四種類型，如圖 2-3 所示：（1）有限帶寬的近似白噪聲譜—脈動壓強的能量在有限帶寬內(nèi)近乎均勻分布。（2）寬帶噪聲譜—頻帶寬，脈動能量在頻帶內(nèi)分布比較均勻，沒有十分突出的能量集中區(qū)。（3）具有優(yōu)勢頻率的寬帶噪聲譜—頻帶較寬，脈動能量在整個頻帶內(nèi)分布較均勻，但有明顯、突出的能量集中區(qū)。（4）窄帶噪聲譜—頻帶較窄或脈動能量特別集中在一個或幾個狹窄的頻區(qū)，譜密度在這些狹窄頻區(qū)上有突出的峰值。

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本文編號：2737424