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为进一步揭示沙波水流运动特性及提高沙波迎流面流速计算精度,采用两种概化模型,通过小水深沙波水槽试验,运用声学多普勒流速仪,对沙波沿程及垂线流速分布进行了测量。基于乐培九次生流理论公式,结合沙波水流特性,假定次生流在沙波迎流面上处于一个不断发展演变的过程,提出了发展函数和修正函数,得到了适用于沙波迎流面的流速垂线分布公式。研究结果表明:相对水深越小,沙波地形对迎流面水流作用越显著,使得上部流速减小、近底流速增大,且越靠近波峰这种现象越明显;建立的沙波流速公式与实测值吻合较好,能够准确地反映出迎流面流速变化规律。 相似文献
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分析河口动力特征,进而揭示其控制下的三角洲前缘挟沙河流床沙载荷（推移质）搬运和沉积机制,是合理构建河控三角洲生长沉积模式的前提。运用流体力学的湍流理论从微观动力过程角度分析失去河床约束条件下依靠惯性作用流动的河水入湖过程中河、湖两类水体的相互作用机制及流动规律,结合水槽物理模拟及前人开展的数值模拟,并借鉴河流泥沙动力学理论成果,构建了受流体力学及河流泥沙动力学约束的河控三角洲生长的动力和沉积模式。结果表明:湍流的特点决定了两类水体界面处存在强烈的质量、动量、动能传递。河水入湖过程既不是圆形（轴对称）射流,也不是平面（二维）射流,而是矩形（三维）射流,流速沿程会以负指数快速衰减。河口是挟沙河流流速衰减的终点,其控制下的三角洲前缘是挟沙河流床沙载荷沉积的终点。三角洲平原砂体生长过程,是三角洲平原动力、沉积、地貌相互作用的过程,生长的动力和沉积模式可以概括为:河流末端水体流速沿程衰减→挟沙能力降低→泥沙沉积→河床抬高→堤岸决口→河流分叉→水体流速沿程衰减→挟沙能力降低→泥沙沉积。分流河道砂体构成三角洲平原的骨架砂体,地貌控制下河流的频繁摆动是三角洲平原砂体生长的重要机制。河控三角洲沉积的主体为平原环境,而非前缘环境。 相似文献
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采用RNG湍流模型对动水中含污染物冲击射流滞止点下游区域的横向浓度分布特征进行了详细的数值研究,并与相应的实验结果进行了比较。分析了下游过渡区内横向高浓度聚集区的形成机理和扩散特性。计算结果表明,冲击效应和横流绕流对冲击射流下游过渡区内的横向浓度分布具有重要的影响。当流速比相对较小时,在靠近对称面以及底层壁射流与环境横流的横向边界附近出现较为明显的横向高浓度聚集区,计算结果表明,冲击效应产生的横向逆压梯度以及横流绕流导致的Scarf涡结构对横向高浓度聚集区的形成起主导作用。 相似文献
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采用三维湍流模型及其混合有限分析解法进行横流中湍射流这一复杂三维流动的研究。在利用实验数据对模型及其计算方法验证的基础上,对多种喷口形式和流速比工况下的流速场和涡量场进行了数值计算,模拟得到了其旋涡结构发展演化特性。在射流初始阶段,横流在射流背流面形成绕流分离旋涡,其结构与射流喷口形式和流速比有关。射流主轴沿流向布置的窄缝射流产生的旋涡最为特殊和复杂,在喷口侧面存在4个分离点,从而形成4个旋涡。在射流远区,流动主要由反向旋转涡对所控制,并诱导出二次涡对。分析得出了射流喷口形式及流速比对反向旋转涡对涡核位置和旋转强度的影响。 相似文献
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受地形、地质等条件影响,明渠收缩过渡段在输水工程中十分常见,过渡段长度过短,会导致水面波动,水体紊动加剧。为研究明渠不同长度过渡段内纵向时均流速及紊动强度的分布规律,通过室内模型试验,利用二维电磁流速仪ACM2-RS测量了渠道内沿程中垂线不同深度处瞬时流速。试验结果表明:收缩段内,纵向时均流速沿程增加,紊动强度沿程降低,遵循涡旋的拉伸机制和线性扭曲理论;受二次流影响,最大流速位于水面以下,且最大流速的位置随二次流作用的增强而降低;不同长度过渡段对下游纵向流速分布和紊动强度影响不同,过渡段越短,下游水流紊动越强,但非渠底附近紊动强度沿垂向先减后增的规律不变。 相似文献
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从航运、施工、管理及水生生物回游等角度出发,提出采用多孔T型扩散器排放污水.根据多孔射流发展规律,分析T型扩散器排放近区流态特性,运用笔者所研制的数学模型进行模拟计算,预报T型扩散器排放近区轴线流速、浓度及稀释度的沿程变化规律,得出了相对动量和扩散器长度是影响污染物横向扩散的主要因素. 相似文献
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运用Micro ADV测速系统,对3种工况下滩地植被化的复式断面横流环境中三维圆形水平射流的特性进行了试验研究.试验测得的射流典型横断面速度场及湍动能的成果表明,射流与来流的相互作用表现出明显的分叉现象,其分叉半角为5.71°;复式断面二次流具有加速射流分叉的作用,滩地植被具有减缓射流分叉的效应.对射流出口平面的速度场及湍动能的分析表明,射流轨迹曲线的弯曲程度、射流中心线的位置主要取决于射流与来流流速比.流动横断面流速和湍动能特性表明,射流在整个流场中是各向异性的. 相似文献
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为了研究三维壁面紊动射流前方布置的垂直挡板对时均流动特性的影响,采用粒子图像测速技术对不同雷诺数和淹没水深条件下的流速场进行了测量,统计分析了U速度剖面分布、速度半宽值变化和最大速度衰减规律。结果表明:沿射流方向具有3个明显不同的衰减区,依次划分为自由边界下的三维壁面射流区（Ⅰ区）、垂直挡板影响区（Ⅱ区）和近壁区（Ⅲ区）。在重点分析的Ⅱ区内,3个特征物理量的分布规律均与雷诺数无关;在垂直挡板影响下,速度半宽值扩展率明显加快,发展更为充分;在水深H~1.75H范围内,射孔中垂面内速度半宽值扩展率为0.043,同时0.5H的递增对射孔中心水平面内速度半宽值的分布较为敏感,其扩展率由0.205增至0.270;最大速度衰减对水深的改变并不敏感,且在Ⅱ区加速衰减,衰减指数为1.095。通过与半无限空间中三维壁面射流径向型衰减区的流动特征比较,Ⅱ区与之相似,将Ⅱ区视为提前进入径向型衰减区。 相似文献
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排海污水中往往含有一定数量的悬浮物, 这些悬浮物在排放口附近中呈现出复杂的扩散与沉降特性, 具有挟沙射流的典型运动特征。本文系统回顾了静水、恒定流、潮流和波浪等环境下排海污水挟沙射流的研究进展, 发现在不同动力环境下挟沙射流泥沙沉积形态存在显著差异性。如何精细刻画波浪-水流-射流多动力耦合过程及其对泥沙输运和沉降过程的影响是排海污水挟沙射流研究的难点所在, 对此提出了基于PIV/PLIF固相分离物理试验、粒子追踪两相流数值模型和拉格朗日积分模型, 系统开展波流共同作用下挟沙射流运动规律研究的设想, 以期为排海污水工程的优化设计提供重要参考。 相似文献
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JUTTA WINSEMANN JAHN J. HORNUNG JANINE MEINSEN ULRICH ASPRION ULRICH POLOM† CHRISTIAN BRANDES MICHAEL BUßMANN CHRISTIAN WEBER 《Sedimentology》2009,56(4):1041-1076
This paper presents a detailed analysis of the high‐resolution facies architecture of the Middle Pleistocene Porta subaqueous ice‐contact fan and delta complex, deposited on the northern margin of glacial Lake Weser (North‐west Germany). A total of 10 sand and gravel pits and more than 100 wells were examined to document the complex facies architecture. The field study was supplemented with a ground‐penetrating radar survey and a shear‐wave seismic survey. All collected sedimentological and geophysical data were integrated into a high‐resolution three‐dimensional geological model for reconstructing the spatial distribution of facies associations. The Porta subaqueous fan and delta complex consist of three fan bodies deposited on a flat lake‐bottom surface at the margin of a retreating ice lobe. The northernmost fan complex is up to 55 m thick, 6·2 km wide and 6·5 km long. The incipient fan deposition is characterized by high‐energy flows of a plane‐wall jet. Very coarse‐grained, highly scoured jet‐efflux deposits with an elongate plan shape indicate a high Froude number, probably >5. These jet‐efflux sediments are deposited in front of a large ～3·2 km long, up to 1·2 km wide, and up to 25 m deep flute‐like scour, indicating the most proximal erosion and bypass area of the jet that widens and deepens with distance downstream to the region of maximum turbulence (approximately five times the conduit diameter). Evidence for subsequent flow splitting is given by the presence of two marginal gravel fan lobes, deposited in front of 1·3 to 2·5 km long flute‐like scours, that are 0·8 to 1 km wide and 7 to 20 m deep. In response to continued aggradation, small jets developed at the periphery of these bar‐like deposits and filled in the low areas adjacent to the original superelevated regions, locally raising the depositional surface and characterized by large‐scale trough cross‐stratified sand and pebbly sand. The incision of an up to 1·2 km wide and up to 35 m deep channel into the evolving fan is attributed to a catastrophic drainage event, probably related to a lake outburst and lake‐level fall in the range of 40 to 60 m. At the mouth of this channel, highly scoured jet‐efflux deposits formed under hydraulic‐jump conditions during flow expansion. Subsequently, Gilbert‐type deltas formed on the truncated fan margin, recording a second lake‐level drop in the range of 30 to 40 m. These catastrophic lake‐level falls were probably caused by rapid ice‐lobe retreat controlled by the convex‐up bottom topography of the ice valley. 相似文献
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为了研究波浪对多孔射流运动和稀释过程的影响,采用粒子图像测速（PIV）及激光诱导荧光（LIF）量测系统对波浪环境下多孔射流的速度场和浓度场进行了测量。结果表明:在波浪环境下多孔射流可分为3个区域,即初始区、过渡区和混合区。在初始区,各孔射流保持各自的射流特征,相互影响较小;在过渡区,各孔射流发生分叉,并在孔与孔之间相互叠加,形成若干个汇流点,平均速度和平均浓度的峰值从射流轴线位置向汇流点处偏移;在混合区,多孔射流相互融合,其平均速度和平均浓度呈现单一的“坦峰”分布,形式上表现为单孔射流的水动力特征。通过对比分析发现,波高和周期的增大以及射流初始速度的减小可使汇流点的位置向下偏移,多孔射流将更快地进入过渡区和混合区。 相似文献
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We present the results of numerical simulations of radiating nodes in jets outflowing from young stellar objects. The development of the fundamental and first reflection harmonics of the jet during the essentially non-linear stage is considered. We have shown for the first time the possible formation of radiating nodes with diameters smaller than the jet cross section. We describe our numerical code, which makes it possible for this class of problem to maintain a stationary equilibrium in the radial coordinate and minimize the force imbalance resulting from the transfer of stationary distributions along the meridian coordinate in the computational grid. 相似文献
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石榴树包滑坡是黄蜡石滑坡群中的一个重要滑坡,一直以来备受瞩目,其持续变形对长江航运及人民生命财产安全造成严重威胁。本文通过对石榴树包滑坡的勘探得到其详细的物质组成及结构,通过近两年的GPS表面位移、地下水位、降雨量等自动化监测数据分析,对该滑坡的变形特征、变形机理进行研究。结果表明:（1）石榴树包滑坡最初以前缘变形为主,现阶段以中后部变形为主。（2）降雨是石榴树包滑坡复活的主要原因,受库水位升降与降雨联合作用使石榴树包滑坡持续变形。前缘变形较小主要是由于前缘渗透性大,水力梯度较小的原因;中后部变形大主要是中后部渗透性小,水力梯度相对较大的原因。（3）降雨对滑坡地下水影响较大,使地下水水力梯度增大可达5～9倍。本研究可为三峡库区滑坡灾害监测预警及防治提供重要参考。 相似文献