【摘要】：沙粒與床面的相互作用是研究沙粒躍移運(yùn)動(dòng)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)得到的沙粒起躍特性及分布函數(shù)對(duì)于幫助我們了解沙粒與床面的相互運(yùn)動(dòng)有著重要意義。以往的實(shí)驗(yàn)大多采取大粒徑的替代材料來(lái)模擬沙粒進(jìn)行粒-床碰撞實(shí)驗(yàn)并得到了許多有價(jià)值的結(jié)果,但仍然不能準(zhǔn)確反映自然界天然的沙塵顆粒與床面的碰撞過(guò)程。為研究不規(guī)則、小粒徑的天然沙粒與沙床的碰撞過(guò)程及沙粒的起躍特性,我們?cè)O(shè)計(jì)了能夠調(diào)節(jié)發(fā)射天然沙粒速度與角度的粒子發(fā)射器。通過(guò)粒子發(fā)射器得到天然沙粒在與床面碰撞后的起躍特性及分布函數(shù)。主要結(jié)果如下:1.反彈顆粒保持著沖擊時(shí)大部分能量,其速度與沖擊速度在同一量級(jí)。反彈顆粒的反彈角度在0度到165度之間變化,但主要集中于10度到50度之間,隨著沖擊速度的增加而減小、隨著沖擊角度的增加而增加,反彈角度滿足對(duì)數(shù)正態(tài)分布。反彈顆粒的速度與沖擊速度的比值從0.02到0.78之間變化,主要集中于0.1-0.6之間,隨著沖擊速度的增加而增加、隨著沖擊角度的增加而減小,其分布滿足正態(tài)分布。反彈顆粒垂直方向的速度與沖擊顆粒垂直方向的速度的比值從0到1.33之間變化,主要集中于0.05到0.45之間,與合速度比值情況是一致的:隨著沖擊速度增加而增加、隨著沖擊角度的增加而減少,分布滿足正態(tài)分布。水平方向的情況與垂直方向、合速度的情況是一致的。2.濺射顆粒持有沖擊時(shí)的少部分能力,其速度比沖擊速度低一個(gè)量級(jí)。濺射角度分布在0-180度之間,其平均數(shù)集中分布于10-100度之間,隨著沖擊速度、沖擊角度的增加而增加,與反彈角度類似,濺射角度在不同沖擊角度區(qū)間段內(nèi),沖擊速度的影響方式不同,其分布滿足對(duì)數(shù)正態(tài)分布。濺射顆粒的濺射速度從0m/s到1.9m/s之間變化,主要集中于0.1m/s到0.6m/s之間,隨著沖擊速度的增加而增加、隨著沖擊角度的增加而減少,其分布滿足對(duì)數(shù)正態(tài)分布。濺射顆粒垂直方向上的濺射速度從0m/s到1.4m/s之間分布,主要集中于0m/s到0.4m/s,與合速度具有相同的規(guī)律:隨著沖擊速度的增加而增加、隨著沖擊角度的增加而減少。3.濺起顆粒數(shù)(包含反彈顆粒)分布從0到17個(gè)之間,0個(gè)表征沖擊顆粒撞擊床面后不僅沒(méi)有濺起顆粒,自身也不再反彈,為床面所吸收。濺起顆粒數(shù)主要集中于1到6個(gè)之間。隨著沖擊速度的增大而增大、隨著沖擊角度的增大而減小。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P425.55

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本文編號(hào)：2653448