【摘要】：本學(xué)位論文針對(duì)風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)研究中普遍關(guān)注的一些基本問題,諸如沙粒的起跳初速度分布函數(shù)、輸沙量等,開展實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究。首先根據(jù)已有風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)研究中的一些定性結(jié)論理論研究沙粒的起跳初速度分布規(guī)律；根據(jù)穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)的風(fēng)沙耦合運(yùn)動(dòng)模型研究風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)；通過構(gòu)建多粒徑粒/床碰撞實(shí)驗(yàn)研究沙粒粒徑對(duì)碰撞過程的影響,并在此基礎(chǔ)上建立混合粒徑風(fēng)沙耦合運(yùn)動(dòng)模型研究混合粒徑條件下的風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)過程。主要的研究內(nèi)容如下： 1.根據(jù)已有風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)研究中得出的一些定性結(jié)論以及組合論思想,理論研究沙粒的起跳初速度分布規(guī)律,結(jié)果表明穩(wěn)態(tài)時(shí)床面沙粒的起跳初速度分布函數(shù)和碰撞激起沙粒的起跳初速度分布函數(shù)都滿足瑞利分布的形式。 2.根據(jù)穩(wěn)態(tài)的和非穩(wěn)態(tài)的風(fēng)沙耦合運(yùn)動(dòng)模型研究風(fēng)沙流結(jié)構(gòu),結(jié)果表明床面沙粒的起跳初速度分布規(guī)律會(huì)對(duì)風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)形成一定的影響；當(dāng)風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),在不同摩阻風(fēng)速下蠕移層內(nèi)部的風(fēng)速分布情況基本相同,在蠕移層內(nèi)運(yùn)動(dòng)的沙粒的運(yùn)動(dòng)軌跡基本相同,輸沙量沿高度分布存在分層分布的特征,而飽和層的高度主要受沙粒自身的性質(zhì)決定,風(fēng)速對(duì)其的影響很小 3.通過構(gòu)建多粒徑的粒/床碰撞實(shí)驗(yàn),研究沙粒粒徑對(duì)碰撞過程的影響,結(jié)果表明入射沙粒的粒徑和床面沙粒的粒徑都會(huì)對(duì)入射沙粒的恢復(fù)系數(shù)、反彈角度的大小及其分布規(guī)律以及碰撞激起的沙粒數(shù)量形成較大程度的影響；當(dāng)入射沙粒的粒徑和床面沙粒的粒徑相同時(shí),沙粒粒徑對(duì)入射沙粒的恢復(fù)系數(shù)以及反彈角度等都幾乎沒有影響。 4.通過建立混合粒徑的風(fēng)沙耦合運(yùn)動(dòng)模型,研究混合粒徑條件下的風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)過程,結(jié)果表明,與單一粒徑條件下的風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)過程相比,在混合粒徑條件下風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡所需的時(shí)間更長,單寬輸沙率和床面剪應(yīng)力都大于單一粒徑條件下的計(jì)算結(jié)果,風(fēng)場中運(yùn)動(dòng)沙粒的粒徑分布與床面沙粒的粒徑分布相關(guān),其平均值向小粒徑方向偏移,但其趨勢(shì)基本保持不變。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：P931.3

【引證文獻(xiàn)】

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1 李杰;數(shù)字化無模鑄造精密成形機(jī)排砂系統(tǒng)研究[D];機(jī)械科學(xué)研究總院;2013年

本文編號(hào)：2781152