發(fā)布時間：2021-08-06 05:25

　　對于研究泥沙群體性運動和實際工程的人來說,泥沙顆粒受力一直是研究泥沙問題的基礎和關鍵。天然泥沙顆粒和其所處流場都具有隨機性,給泥沙顆粒受力的研究帶來了困難。泥沙顆粒在流場中受到重力、顆粒之間的相互作用力、水流對其施加的上舉力和拖曳力,泥沙起動以后會受到摩擦力等。顆粒的受力也受到多種因素影響,包括:流場條件,顆粒形狀和表面粗糙度,水體濃度,顆粒級配與排列,以及暴露度等,使泥沙受力復雜化。國內外學者對泥沙顆粒受力的研究由來已久,取得了很大進展,但在非均勻泥沙、紊流和雷諾數(shù)較大等情況下的研究仍有待深入。本文采用Flow3D軟件對單顆粒泥沙和泥沙群在紊流定常流下的受力進行了數(shù)值模擬,針對單顆粒泥沙主要研究顆粒高度改變時流速梯度變化對泥沙受力的影響,針對群沙,文章重點研究不同排列方式下,暴露度和流場的變化對泥沙受力的影響。通過建立數(shù)模,得到了不同泥沙暴露度下,拖曳力系數(shù)、上舉力系數(shù)和作用在顆粒上的力、力矩關于泥沙顆粒直徑、流速等因素的一定規(guī)律。文章還用Tecplot360對結果處理,做出了泥沙顆粒附近的若干條流線,觀察數(shù)值實驗結果所得到的流線和渦量示意圖,沒有發(fā)現(xiàn)平面封閉的渦,單顆粒泥沙后部的流... 

【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 泥沙受力
        1.2.2 拖曳力系數(shù)
        1.2.3 上舉力系數(shù)
        1.2.4 暴露度
    1.3 研究方法與內容
第二章 研究方法
    2.1 數(shù)學模型的建立與分析
    2.2 模型準確性和可行性研究
        2.2.1 顆粒半徑校正
        2.2.2 模型驗證
    2.3 軟件介紹
        2.3.1 流體運動控制方程
        2.3.2 紊流模型
        2.3.3 邊界條件和初始條件
第三章 單顆粒泥沙模擬
    3.1 數(shù)值模型參數(shù)設定
    3.2 數(shù)值模擬組次設定
    3.3 數(shù)值模擬結果
        3.3.1 水流流態(tài)分析
        3.3.2 流場壓力
        3.3.3 上舉力和拖曳力
        3.3.4 雷諾數(shù)與拖曳力系數(shù)
        3.3.5 流線圖
第四章 群沙模擬
    4.1 數(shù)值模型參數(shù)設定
    4.2 數(shù)值模擬組次設定
    4.3 數(shù)值實驗結果
        4.3.1 水流流態(tài)分析
        4.3.2 受力分析
        4.3.3 暴露度分析
        4.3.4 力臂和作用點分析
        4.3.5 流線圖
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3325156