层化水体中地形突变对异重流动力特性的影响研究

发布时间：2021-10-13 20:38

　　异重流,通常是指流体和环境水体之间由于密度差而驱动的一种流动,广泛存在于自然界和生产实践中。异重流从产生到消失,会运行较远距离,运动过程中如果遇到底床地形突变或障碍物时,会对其发展产生重要影响。尤其在水库、湖泊、海洋等层化水体中,底床的突变会改变异重流的运动特性,甚至影响其从底坡分离,从而改变异重流对水下构筑物的破坏深度,对工程实践具有重要价值。本文利用“双缸法”在水槽中生成线性层化水体,以矩形和三角形两种断面形态的障碍物来模拟底床地形突变,借助高速相机和激光粒子图像测速技术对开闸式异重流在层化水体中运动遇障时的过程进行一系列实验研究。论文着重分析了障碍物附近特征断面处异重流的越障形态、发展过程等流动特性和速度场、涡度场、流线等流体动力学特性。通过引入层结因子、重心因子并考虑有效浮力量的变化来反映异重流头部驱动力变化,改进了有、无障碍物条件下层化水体中斜坡异重流头部速度公式,并建立了计算异重流头部所含浮力量占比的经验公式。同时,利用实验数据,考虑障碍物的影响,建立了有障时异重流从斜坡分离的深度计算公式。公式计算结果与实验获取的异重流头部速度、分离深度等数据吻合较好。本文的研究结果可为复... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１异重流示意图（ａ）沙尘暴，（ｂ）人工楔拟海底浑浊流［４］??

图１．１异重流示意图（ａ）沙尘暴，（ｂ）人工楔拟海底浑浊流［４］??根据异重流与环境水体所处相对位置的不同，可以将其分为上层异重流、中??层异重流和下层异重流［３，４］，如图１．２中所示。这一分类最早起源于ＢａｔａＳ（１９５３）［５］??在研究河流入海方式时，依据河水与周围海水之间的密度差异，将河流的入海方??式划分为三种：异重流（ｈｙｐｅｒｐｙｃｎａｌｆｌｏｗ，河流入海水体密度大于海水密度）、??等密度流（ｈｏｍｏｐｙｃｎａｌｆｌｏｗ，河流入海水体密度等于海水密度）和异轻流网??（ｈｙｐｏｐｙｃｎａｌｆｌｏｗ，河流入海水体密度小于海水密度）。上层异重流（异轻流，羽??状流）多见于河口区域，如河口附近的羽流。中层异重流（层间流、侵入流）常??见于河水注入湖泊且两种水体密度比较接近时才会发生。下层异重流最为普遍，??常见的水库异重流、河口盐水楔入侵、海底浊流等都属下层异重流范畴。??—＾?’?奸轻流（ｈｙｐｏｐｙｃｎａｌ?ｉｌｃｎ、＞?ｈｉ？（ｌｏｆｔｉｎｇ）??

浙江大学硕士学位论文?１绪论??根据异重流与环境水体是否发生混掺，又可以将其分为可混合异重流和不可??混合异重流。自然界中绝大多数异重流都是可以混合的，混合作用中的掺混??（ｍｉｘｉｎｇ）、卷吸（ｅｎｔｒａｉｎｍｅｎｔ）等机制对于异重流的发展过程会产生重要影响，如图??１．３中所示。不可混合异重流比较典型的现象就是海上石油泄漏。??４?■■■■■?Ｔａｉｌ?？?４?Ｈｅａｄ—?？??

【参考文献】：
博士论文
[1]黄河口高浓度泥沙异重流过程：现场观测与数值模拟[D]. 王燕.中国海洋大学 2012

硕士论文
[1]层结水体中异重流沿坡运动的试验研究[D]. 林挺.浙江大学 2016



本文编号：3435366