發(fā)布時(shí)間：2020-07-01 23:27

【摘要】：我國(guó)多高含沙河流,水流含沙量上升后,由于存在大量以粘性泥沙顆粒為骨架的絮網(wǎng)結(jié)構(gòu),其物理特性、運(yùn)動(dòng)特性以及輸沙特性等均不再符合牛頓流體運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律,而逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦吆乘�。關(guān)于高含沙水流荷載特性的室內(nèi)模型試驗(yàn)前人已做過(guò)許多,但大部分為高含沙漸變水流試驗(yàn),因此本文進(jìn)行的高含沙急變水流試驗(yàn)具有十分重要的工程意義。本文以高含沙急變水流為研究對(duì)象,通過(guò)調(diào)整水流含沙量以及上游來(lái)流條件,觀察流態(tài)并分析時(shí)均壓強(qiáng)、脈動(dòng)壓強(qiáng)等荷載特性。主要研究成果及結(jié)論如下:(1)研究了孔板高含沙急變水流時(shí)均壓強(qiáng)的沿程分布規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明:其分布規(guī)律與清水相同,在孔板前和遠(yuǎn)離孔板處較為平穩(wěn),在孔板處取得時(shí)均壓強(qiáng)負(fù)壓最大值;試驗(yàn)范圍內(nèi)幅值大小隨含沙量的增加而增加,最大增幅可達(dá)170.10%。(2)研究了孔板高含沙急變水流脈動(dòng)壓強(qiáng)的沿程分布規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明:其分布規(guī)律與清水相同,在孔板前和遠(yuǎn)離孔板處較為平穩(wěn),在孔板后0.5D處取得脈動(dòng)壓強(qiáng)最大值;幅值大小受上游來(lái)流條件和含沙量的雙重影響,在上游來(lái)流條件較強(qiáng)時(shí),試驗(yàn)范圍內(nèi)脈動(dòng)壓強(qiáng)隨含沙量的增加而持續(xù)增加,最大增幅可達(dá)28.35%,在上游來(lái)流條件較弱時(shí),脈動(dòng)壓強(qiáng)隨含沙量的增加而先增加后減小。(3)研究了高含沙挑跌流的流態(tài)特性。試驗(yàn)結(jié)果表明:含沙量的變化對(duì)水舌空中流態(tài)及水墊塘流態(tài)均有較大影響,水舌外緣隨含沙量的增加而逐漸趨于光滑,水舌整體擺動(dòng)幅度也逐漸減小,水墊塘內(nèi)形成的漩渦的數(shù)量和尺度均減小。(4)研究了高含沙挑跌流時(shí)均壓強(qiáng)的沿程分布規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明:其分布規(guī)律與清水相同,在遠(yuǎn)離水舌沖擊區(qū)較為平穩(wěn),在水舌沖擊區(qū)取得最大值;試驗(yàn)范圍內(nèi)幅值大小隨含沙量的增加而增加,表孔最大增幅可達(dá)74.14%,中孔最大增幅可達(dá)44.27%。(5)研究了高含沙挑跌流脈動(dòng)壓強(qiáng)的沿程分布規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明:其分布規(guī)律與清水相同,在遠(yuǎn)離水舌沖擊區(qū)較為平穩(wěn),在水舌沖擊區(qū)取得最大值;其幅值大小受上游來(lái)流條件和含沙量的雙重影響,在上游來(lái)流條件較強(qiáng)時(shí),試驗(yàn)范圍內(nèi)脈動(dòng)壓強(qiáng)隨含沙量的增加而增加,在上游來(lái)流條件較弱時(shí),脈動(dòng)壓強(qiáng)隨含沙量的增加而先增加后減小。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TV149
【圖文】：

圖 2-1 淹沒(méi)沖擊射流沖擊射流擴(kuò)散寬度 2b、射流中心流速 、斷面平寬度 2b[67]通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究證明跌流水舌在水墊塘內(nèi)的擴(kuò)散仍（2-2）所示： 0= 0通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室的二元水槽中實(shí)驗(yàn)得到了類似的擴(kuò)散 0= 0散規(guī)律也符合直線擴(kuò)散規(guī)律，如公式（2-4）所示： 0 = 069] = 為擴(kuò)散邊界，總結(jié)得出擴(kuò)散規(guī)律，如

第 2 章 荷載特性的理論及研究方法水流脈動(dòng)壓強(qiáng)的功率譜密度基本可以分為以下四種類型，如圖 2-3 所示：（1）有限帶寬的近似白噪聲譜—脈動(dòng)壓強(qiáng)的能量在有限帶寬內(nèi)近乎均勻分布。（2）寬帶噪聲譜—頻帶寬，脈動(dòng)能量在頻帶內(nèi)分布比較均勻，沒(méi)有十分突出的能量集中區(qū)。（3）具有優(yōu)勢(shì)頻率的寬帶噪聲譜—頻帶較寬，脈動(dòng)能量在整個(gè)頻帶內(nèi)分布較均勻，但有明顯、突出的能量集中區(qū)。（4）窄帶噪聲譜—頻帶較窄或脈動(dòng)能量特別集中在一個(gè)或幾個(gè)狹窄的頻區(qū)，譜密度在這些狹窄頻區(qū)上有突出的峰值。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2737424