| 海底碎屑流冲击海底管道的模型与某一特定原型的相似性分析 |
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| 引用本文： | 钱学生,徐景平.海底碎屑流冲击海底管道的模型与某一特定原型的相似性分析[J].工程地质学报(英文版),2021,29(6):1831-1840. |
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| 作者姓名： | 钱学生 徐景平 |
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| 作者单位： | 南方科技大学海洋科学与工程系,深圳518055,中国;南方海洋科学与工程广东省实验室(广州),广州511458,中国 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金42106198国家自然科学基金41720104001南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)人才团队引进重大专项GML2019ZD0210 |
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| 摘 要： | 小尺度的水槽实验和数值模型被广泛应用于真实尺度条件下海底碎屑流对海底管道冲击力的研究，但模型与某一特定原型之间的相似性一直未能得到保证，从而严重影响模型结果的适用性。为此，本文采用幂律本构关系(Power-law)描述海底碎屑流的流变特性，并基于雷诺相似准则，推导出海底碎屑流冲击海底管道时模型与原型之间各物理参数的比尺关系。根据该比尺关系，本文对现有水槽实验中模型与某一特定原型之间的相似性进行了分析，发现该水槽实验与预期的原型工况并不相似，继而推算出与该水槽实验相似的原型工况，并设计出与预期的原型工况相似的模型工况。此外，本文还对基于幂律本构关系和雷诺相似准则推导得到的比尺关系的适用性进行了讨论，认为该比尺关系适用于常重力环境下(1g)海底碎屑流冲击海底管道的小尺度水槽实验和数值模型，但不适用于超重力环境下(Ng)的土工离心机实验，也不适用于海底碎屑流的低剪切应变率工况。本文的研究结果将为保证常重力环境下(1g)海底碎屑流冲击海底管道时模型与某一特定原型之间的相似性提供理论依据。
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| 关 键 词： | 海底碎屑流 海底管道 模型 原型 比尺关系 |
| 收稿时间： | 2021-04-07 |
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