基于固液兩相流模型的泥石流流速垂向分布研究
本文選題:泥石流 切入點:流速的垂向分布 出處:《水利學(xué)報》2017年02期
【摘要】:泥石流流速的垂向分布是泥石流運動理論中的核心問題之一。以固液兩相流模型為基礎(chǔ),分析了泥石流中兩相速度相等與不等條件下的本構(gòu)關(guān)系和泥石流流速垂向分布的計算方法;在二維恒定均勻流的條件下,考慮兩相之間的相互作用,推導(dǎo)層流和紊流流態(tài)下泥石流中液相和固相速度的垂向分布公式,并采用不飽和水石流的試驗數(shù)據(jù)進行了驗證。結(jié)果表明:泥石流兩相之間的速度差異是描述兩相之間相互作用的根本所在;泥石流固相濃度與本構(gòu)關(guān)系中的;瘏(shù)均有關(guān)聯(lián),是流速垂向分布計算中的重要參量;基于兩相流模型的泥石流流速垂向分布公式比現(xiàn)有公式更具普遍意義,且其計算結(jié)果能與試驗數(shù)據(jù)較好吻合。
[Abstract]:The vertical distribution of debris flow velocity is one of the core problems in debris flow theory.Based on the solid-liquid two-phase flow model, the constitutive relation of two-phase velocity in debris flow and the calculation method of vertical distribution of debris flow velocity are analyzed, and the interaction between the two phases is considered under the condition of two-dimensional constant and uniform flow.The vertical distribution formulas of velocity of liquid and solid in debris flow under laminar and turbulent flow are derived and verified by the experimental data of unsaturated water and stone flow.The results show that the velocity difference between the two phases of debris flow is the fundamental to describe the interaction between the two phases, the solid concentration of debris flow is related to the modeling parameters in the constitutive relation, and it is an important parameter in the calculation of vertical velocity distribution.The vertical distribution formula of debris flow velocity based on two-phase flow model is more universal than the existing formula, and the calculated results are in good agreement with the experimental data.
【作者單位】: 中國水利水電科學(xué)研究院泥沙研究所;流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點實驗室;
【基金】:國家科技支撐計劃項目(2013BAB12B02,2013BAB12B01) 國家國際科技合作專項(2015DFR70980)
【分類號】:P642.23
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,本文編號:1726853
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