天然河道通常情況下是由主河道和漫灘復(fù)合而成,而植被往往生長在漫灘上.漫灘上的水生植被不僅會(huì)對影響漫灘上水流結(jié)構(gòu),而且對主槽中的水流結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響,進(jìn)而影響泥沙運(yùn)移、水環(huán)境改變及海上運(yùn)輸?shù)?因此,研究復(fù)式河道中含植被水流問題具有非常重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值.本文對具有多級漫灘的復(fù)式水槽中漫灘上布設(shè)不同排列方式的剛性植被（用玻璃棒代替）,利用三維激光多普勒測速儀（3D-LDV）等儀器進(jìn)行測量,對結(jié)果進(jìn)行了分析,并運(yùn)用格子Boltzmann方法中的D3Q27模型進(jìn)行了三維數(shù)值模擬研究.主要工作如下:1.通過對格子Boltzmann方法的發(fā)展過程以及相比于其它傳統(tǒng)方法的優(yōu)勢建立了格子Boltzmann方法中的D3Q27模型,并對此模型的邊界條件進(jìn)行推導(dǎo),最后利用MATLAB軟件編制了程序代碼.2.在單側(cè)具有多級漫灘的實(shí)驗(yàn)室復(fù)式水槽中,用玻璃棒代替剛性植被,設(shè)置了若干典型工況,利用3D-LDV、水位計(jì)、電磁流量計(jì)等儀器對各種工況下的水位和水流流速進(jìn)行了定點(diǎn)測量.最后對不同工況下的水位變化、水流流速、水力坡降以及紊流強(qiáng)度進(jìn)行對比分析,得到了在漫灘上布設(shè)植被流速呈鋸齒狀分布,植被交錯(cuò)排列時(shí)比平行排列時(shí)流... 

【文章來源】：北方民族大學(xué)寧夏回族自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

幾種三維格子Boltzmann方法的離散速度模型

該試驗(yàn)是在作者所在單位流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的, 該水槽為矩形斷面, 長 15m, 寬0.49m, 高 0.4m. 其中玻璃水槽又由主槽、一級漫灘、二級漫灘組成, 主槽寬為 0.24m, 一級、二級漫灘寬和高均為 0.125m.水槽兩側(cè)為玻璃板, 底部為鋁合金板, 坡度為 0.1%, 漫灘由矩形鋁合金板制作而成. 在水槽進(jìn)水口處安置了穩(wěn)水系統(tǒng)（由很多個(gè)直徑相同的 PVC 空心管黏貼組成）, 水槽尾門處有控制水位高度的剛板, 通過上下調(diào)節(jié)剛板可以控制水位高度. 在距水槽進(jìn)水口 7.81～8.77m 的漫灘上布置均勻的鉆孔, 以便布置植被, 剛性植被由直徑為8mm 的圓柱形玻璃棒代替. 試驗(yàn)水槽縱斷面和橫斷面示意圖分別如圖 3-1、圖 3-2 所示:

北方民族大學(xué)2020屆碩士學(xué)位論文第三章含剛性植被的復(fù)式水槽水流運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)研究-19-理量,較ADV具有不接觸測量物的優(yōu)勢,其測量流速范圍為-300~700m/s,相對誤差不超過0.1%.測量前,將激光探頭固定在可移動(dòng)坐標(biāo)架上,位置在水槽測量區(qū)域正上方,激光探頭必須垂直向下;測量時(shí),需設(shè)定每個(gè)測點(diǎn)的坐標(biāo),并將測點(diǎn)坐標(biāo)導(dǎo)入FlowSizer軟件中,點(diǎn)擊開始測量時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)移動(dòng)坐標(biāo)架進(jìn)行定點(diǎn)測量,激光對每個(gè)點(diǎn)的采樣時(shí)間設(shè)定為30s.利用水位測針測量水位,利用電磁流量計(jì)讀取流量.圖3-2水槽橫斷面示意圖3.1.2工況設(shè)計(jì)植被區(qū)布置在距入水口7.81m-8.77m,長度為0.96m,玻璃棒以不同的排列方式布置在一級和二級漫灘上.為了表述方便,現(xiàn)規(guī)定X方向?yàn)檠厮鞣较?Y方向?yàn)榕c水槽壁面垂直的方向,Z方向?yàn)榕c水槽底部垂直向上的方向.在水深不同和排列方式不同的情況下,本試驗(yàn)共設(shè)置了四種工況（一級漫灘非淹沒、一級漫灘淹沒、二級漫灘非淹沒和二級漫灘淹沒）,每個(gè)工況又包括無植被、植被平行排列和植被交錯(cuò)排列三個(gè)子工況,具體如表3-1所示.表3-1典型工況的特征參數(shù)工況流量/m/s水深/m植被半徑/m植被高度/m排列方式工況1工況1.10.0260.1800.0080.120無植被工況1.20.0260.1800.0080.120植被平行排列工況1.30.0260.1800.0080.120植被交錯(cuò)排列工況2工況2.10.0310.2480.0080.120無植被工況2.20.0300.2480.0080.120植被平行排列工況2.30.0300.2480.0080.120植被交錯(cuò)排列工況3工況3.10.0370.3500.0080.120無植被工況3.20.0360.3500.0080.120植被平行排列工況3.30.0360.3500.0080.120植被交錯(cuò)排列工況4工況4.10.0420.3940.0080.120無植被工況4.20.0420.3940.0080.120植被平行排列工況4.30.0420.3940.0080.120植被交錯(cuò)排列

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本文編號：3297180