边坡坡度对弯曲海底峡谷浊流流动及其沉积的影响研究

发布时间：2021-04-06 13:08

　　浊流沉积一直是世界深水油气田勘探研究的热点和重点，由于野外实测及实验浊流有诸多困难，数值模拟成为研究浊流的有效方式之一。本文采用基于雷诺平均的Navier-Stokes方程及浮力项修正的紊流k模型，对不同断面曲率半径的圆弧形断面（R=10m和R=16m）和不同边坡角度的梯形断面（K=19.8°和K=11.31°）的弯曲渠道的浊流进行了三维数值模拟，初步研究了边坡坡度对海底峡谷内浊流的流动、沉积和侵蚀以及弯道顶点处断面的二次流的影响，得到如下结论：（1）曲率半径大边坡平缓的圆弧形断面的及边坡角度小的梯形断面的渠道内的浊流更容易在弯道顶点及其下游处发生溢流；（2）曲率半径小边坡较陡的圆弧形断面的及边坡角度大的梯形断面的浊流更易对边坡形成侵蚀，从而使浊流在渠道内流至下游时依然保持较高的流速及强度；（3）所模拟的圆弧形和梯形渠道内流动的浊流的共同的特征为在弯道外岸处侵蚀、在内岸及其下游处形成类似点坝的沉积，和河流类似；（4）由弯道顶点处的断面观察得圆弧形的渠道渐渐向不对称的梯形形状转换，梯形的底部靠近外岸及其下游处较低；而梯形断面的渠道多次浊流事件后的边坡坡度逐渐降低；（5）浊流在小坡度圆弧形... 

【文章来源】：安徽工业大学安徽省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 浊流的概念
    1.2 浊流研究意义
    1.3 国内外浊流的研究现状
        1.3.1 重力流的实测研究
        1.3.2 重力流的理论研究
        1.3.3 浊流在二维固定坡度上的研究
        1.3.4 浊流在二维变化坡度上的研究
        1.3.5 浊流在三维变化坡度直渠道上的研究
        1.3.6 浊流在三维变化坡度弯曲渠道上的研究
        1.3.7 浊流在弯道顶点处的二次流研究
    1.4 课题研究内容
    1.5 课题研究意义
    1.6 本章小结
第二章 控制方程和边界条件
    2.1 控制方程
    2.2 边界条件
    2.3 求解方法
    2.4 本章小结
第三章 数值模拟矩形渠道内盐水流
    3.1 模型设置
    3.2 渠道中心流速
    3.3 直渠道的断面流速
    3.4 弯曲渠道的断面流速
    3.5 弯曲渠道二次流
    3.6 本章小结
第四章 断面曲率半径对的浊流的流态和沉积的影响
    4.1 模型设置
    4.2 入流设定
    4.3 网格划分及验证
    4.4 数值模拟结果
        4.4.1 断面曲率半径对水平面上流速的影响
        4.4.2 断面曲率半径对沉积厚度与平均浓度的影响
        4.4.3 断面曲率半径对横断面的密度分布影响
        4.4.4 断面曲率半径对流向速度分布的影响
        4.4.5 断面曲率半径对浊流多次流动沉积的影响
    4.5 本章小节
第五章 边坡坡度对浊流的流态和沉积的影响
    5.1 模型设置
    5.2 入流设定
    5.3 网格划分及验证
    5.4 数值模拟结果
        5.4.1 边坡坡度对水平面上流速的影响
        5.4.2 边坡坡度对沉积厚度与平均浓度的影响
        5.4.3 边坡坡度对横断面的密度分布的影响
        5.4.4 边坡坡度对流向速度分布的影响
        5.4.5 边坡坡度对浊流多次流动沉积的影响
    5.5 本章小节
第六章 浊流的二次流特征及其对沉积的影响
    6.1 断面曲率半径对二次流的影响
    6.2 边坡坡度对的二次流的影响
    6.3 不同流向坡度的二次流特征
    6.4 影响弯道顶点断面处二次流特征的探究
    6.5 本章小节
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
已发表论文
参与科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]浊流沉积的动力学机制与响应[J]. 姜辉.  石油与天然气地质. 2010(04)
[2]弯道水面横比降沿程分布特性研究[J]. 许光祥,童思陈,钟亮.  水力发电学报. 2009(04)
[3]弯曲河道水流的研究现状[J]. 唐仁杰,胡旭跃,戴玉婷.  水道港口. 2009(02)
[4]弯道水力学研究现状与进展[J]. 刁明军,杨海波,李斌华,罗永钦.  西南民族大学学报(自然科学版). 2007(03)
[5]浊流沉积研究综述和展望[J]. 饶孟余,钟建华,赵志根,严家平,唐修义.  煤田地质与勘探. 2004(06)
[6]浊流及相关重力流沉积研究综述[J]. 方爱民,李继亮,侯泉林.  地质论评. 1998(03)



本文编号：3121489