在自然界與工程技術(shù)中,流動(dòng)的邊界總是或多或少地存在一定的變形。精細(xì)模擬邊界變形過程；研究流動(dòng)特征量對(duì)邊界變形的響應(yīng)是水力學(xué)與河流動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容。閘孔出流與平面沖擊射流是水利、交通等領(lǐng)域存在的一種實(shí)際流動(dòng),雖然迄今為止人們已通過實(shí)驗(yàn)、數(shù)值計(jì)算等對(duì)其進(jìn)行過眾多的研究,但研究成果要么只關(guān)心邊界變形過程；要么僅關(guān)注流場(chǎng)特征,尚未對(duì)邊界變形過程中流動(dòng)水力要素的相應(yīng)調(diào)整進(jìn)行系統(tǒng)全面的研究。有鑒于此,本文以前人對(duì)閘孔出流與平面沖擊射流的系列實(shí)驗(yàn)成果為基礎(chǔ),通過理論分析與數(shù)值模擬對(duì)其進(jìn)行了研究,所得主要成果如下：（1）以明渠流總流機(jī)械能方程為基礎(chǔ),提出了閘孔出流急變流段及隨后漸變流段的總流機(jī)械能損失計(jì)算方法。（2）采用雷諾應(yīng)力模式封閉雷諾時(shí)均方程；采用壁函數(shù)修正反映邊界變形段散粒體對(duì)流動(dòng)的作用,運(yùn)用以上技術(shù)對(duì)閘孔出流進(jìn)行了精細(xì)模擬。根據(jù)計(jì)算成果分別分析了急變流與漸變流段的時(shí)均流速、時(shí)均壓強(qiáng)、紊動(dòng)能、壁面時(shí)均切應(yīng)力等水力要素的變化特點(diǎn)；獲得了閘孔淹沒出流過程中流量、總流機(jī)械能損失等特征量對(duì)邊界變形的相應(yīng)特性,研究成果表明：1)流量對(duì)邊界變形的響應(yīng)很微弱,但隨著邊界的變形總流的機(jī)械能損失是逐... 

【文章來(lái)源】：武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：118 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１閑孔出流的概化圖??在鬧孔出流實(shí)驗(yàn)研宄方面，人們主要關(guān)注其泄流能力與局部沖刷變形過程；??

顧名思義，當(dāng)入射角０?＝?９０°時(shí)，平面沖擊射流稱為“垂向沖擊射流”；當(dāng)??入射角度０。＜?（９?＜?９０°時(shí)，平面沖擊射流稱為“斜向沖擊射流”。??平面沖擊射流廣泛存在于工程實(shí)際中，也常常被應(yīng)用于工程中。如圖１．２所??示，“挑流消能”的入水段可概化為“斜向沖擊射流”。??Ｉ?挑流水舌??沖刷坑??圖１．２平面紊動(dòng)射流示意圖??同時(shí)，射流沖刷技術(shù)的應(yīng)用己滲透眾多領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)??值模擬和理論分析等方法對(duì)其進(jìn)行了研究。如：平面沖擊射流??５??

沖擊射流兩種流體運(yùn)動(dòng)形式入手，分別對(duì)其研宄現(xiàn)狀加以闡述。??１．２．２．１垂向沖擊射流??如圖１．３所示，在垂向沖擊射流的條件下，水流經(jīng)噴嘴噴射之后，對(duì)河床底??部不斷沖刷并致使沖刷坑及其后的堆積體形成，且隨沖刷時(shí)間的發(fā)展而不斷調(diào)整??并趨于穩(wěn)定；沖擊坑壁面又反作用于水流，影響整個(gè)流場(chǎng)。與此同時(shí)，水流從噴??嘴向最大沖深點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中出現(xiàn)射流卷吸現(xiàn)象，并且在沖刷坑及隨后堆積體附??近形成回流。由此可以看出：沖刷坑內(nèi)流場(chǎng)也隨時(shí)間不斷變化調(diào)整；垂向沖擊射??流是流體運(yùn)動(dòng)中一種普遍且復(fù)雜的流動(dòng)，其涉及射流水體運(yùn)動(dòng)及射流引起的床面??變形兩大方面。??對(duì)稱Ｐ???＾?自由水面?１?Ｉ?Ｉ?自由水面?＾???＿流向?‘?ｂ??Ｉ?流向＿??ｊ?敗粒體．ｉｎ界??圖１．３垂向沖擊射流概化圖??垂向沖擊射流主要應(yīng)用于疏凌與河道清游，主要涉及河流動(dòng)力學(xué)，與水力學(xué)??和流體力學(xué)密切相關(guān)。因此，下面分別從工程水力學(xué)和流體力學(xué)二個(gè)角度分別對(duì)??其國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行研究。??從工程水力學(xué)的角度來(lái)看，人們主要關(guān)注垂向沖擊射流引起的局部沖刷，主??要從實(shí)驗(yàn)方面進(jìn)行了研究。如：在不同噴嘴流速、噴嘴直徑和高度的情況下

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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