本文關鍵詞：出滲對明渠水流特性及單顆粒局部水流結(jié)構(gòu)影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文通過開展出滲水流對明渠流及顆粒周邊水流結(jié)構(gòu)影響的物理實驗研究,初步了解出滲水流對明渠流水流特性影響的基本規(guī)律及如何影響單顆粒周邊水流結(jié)構(gòu)基本原理。研究成果可進一步充實對滲流作用下的明渠水流結(jié)構(gòu)機理的認識及從微觀層面揭示滲流對泥沙起動影響的內(nèi)在機理,并為滲流引起的沖淤問題提供水動力學理論依據(jù),同時為今后整治河道及岸灘沖刷等實際工程應用提供一定的理論參考。首先采用剖面流速儀對滲流區(qū)內(nèi)水流特性進行測量,運用雷諾應力法與平均流速法求得摩阻流速u*,通過實測數(shù)據(jù)驗證兩種方法都能得出可靠的摩阻流速u*。通過分析滲流區(qū)內(nèi)水流結(jié)構(gòu),得出了不同滲流情況下,出滲對水流流速分布、紊動強度及切應力的影響;同一滲流情況下,出滲對滲流區(qū)內(nèi)水流特性沿程的影響。同時,導出了出滲作用下水流垂線流速分布公式,并得到了實測數(shù)據(jù)的驗證。對床面切應力及粗糙度進行進一步分析,得出了出滲對床面粗糙度的影響。采用剖面流速儀與PIV測量系統(tǒng)對同一流場進行測量,并將測得值進行對比驗證,結(jié)果擬合較好。為探究出滲對單顆粒局部水流結(jié)構(gòu)的影響,考慮不同出滲條件,采用圖像粒子測速儀(PIV),開展出滲作用下單顆粒周邊水流結(jié)構(gòu)進行概化模型試驗研究。通過分析顆粒周邊水流結(jié)構(gòu),得出了不同滲流情況下,出滲對顆粒周邊水流結(jié)構(gòu)的影響。對PIV流場進行時均化處理,深入分析顆粒周邊流速分布、紊動強度及渦量等特性,從微觀層面上了解出滲是如何影響顆粒起動。
【關鍵詞】：出滲 水流結(jié)構(gòu) 泥沙起動 顆粒 PIV 剖面流速儀
【學位授予單位】：長沙理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TV133
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 論文研究的背景、目的及意義9-11
• 1.2 滲流對明渠水流影響研究綜述11-16
• 1.2.1 滲流對斷面流速的影響11-12
• 1.2.2 滲流對紊動特性的影響12-13
• 1.2.3 滲流對切應力的影響13-15
• 1.2.4 滲流對床面穩(wěn)定性的影響15-16
• 1.3 單顆粒周邊水流結(jié)構(gòu)研究綜述16-17
• 1.4 論文的主要工作17-18
• 1.4.1 研究思路與方法17
• 1.4.2 研究內(nèi)容17-18
• 1.5 論文的創(chuàng)新點18-19
• 第二章 試驗設備及試驗條件19-33
• 2.1 引言19
• 2.2 儀器設備19-26
• 2.2.1 水槽19-21
• 2.2.2 剖面流速儀21-24
• 2.2.3 PIV測速系統(tǒng)24-26
• 2.3 試驗方案設計26-29
• 2.3.1 試驗126-28
• 2.3.2 試驗228-29
• 2.4 數(shù)據(jù)可靠性論證29-32
• 2.4.1 儀器可靠性驗證29-30
• 2.4.2 水流穩(wěn)定性驗證30-31
• 2.4.3 樣本容量確定31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 出滲對明渠水流結(jié)構(gòu)影響33-59
• 3.1 引言33
• 3.2 出滲對水流結(jié)構(gòu)的影響33-52
• 3.2.1 摩阻流速33-36
• 3.2.2 滲流對流速的影響36-41
• 3.2.3 滲流對紊動強度的影響41-46
• 3.2.4 滲流對雷諾應力的影響46-50
• 3.2.5 滲流對床面切應力的影響50-52
• 3.3 流速公式52-58
• 3.3.1 垂線流速分布公式52-55
• 3.3.2 u~*沿程變化55-56
• 3.3.3 出滲對B值的影響56-58
• 3.4 本章小結(jié)58-59
• 第四章 出滲對單顆粒周邊水流結(jié)構(gòu)的影響59-71
• 4.1 引言59
• 4.2 出滲對顆粒周邊水流結(jié)構(gòu)影響59-69
• 4.2.1 出滲對流速的影響61-65
• 4.2.2 出滲對紊動強度的影響65-68
• 4.2.3 出滲對渦量的影響68-69
• 4.3 本章小結(jié)69-71
• 第五章 結(jié)論與展望71-75
• 5.1 結(jié)論71-72
• 5.2 展望72-75
• 參考文獻75-81
• 致謝81-83
• 附錄A83-85
• 附錄B85

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