基于全概率的均匀推移质起动概率及起动临界条件
发布时间：2021-10-26 17:48
推移质的起动及输移规律是河流动力学的重要课题,其在河流动力学理论及实际工程中都具有重要的意义。本文在前人研究的基础上,通过床面均匀颗粒位置试验及理论分析,对三维床面泥沙暴露角分布规律、泥沙起动条件、起动标准、泥沙起动的全概率及推移质输沙率进行研究。主要研究内容及结论如下:（1）在前人特殊堆积形式的三维暴露度模型基础上,构建了一般堆积形式的三维暴露度模型,并以均匀玻璃球代替泥沙颗粒,通过试验研究统计分析得出了暴露角的分布规律,结果表明:三维床面泥沙颗粒暴露角在（0,1.57）rad内近似服从暴露角均值μβ=0.96、方差σβ=0.26的正态分布。（2）通过对二维床面均匀泥沙颗粒相对位置关系的分析,确定了瞬时作用流速及有效作用高度,从理论上建立了平坡泥沙临界起动条件与床面泥沙暴露度的关系,确定了床面泥沙起动模式难易程度,即滚动起动与滑动起动条件取决于泥沙颗粒的暴露角。当暴露角θ小于42.8°时,泥沙更易于滚动起动;当暴露角θ大于42.8°时,泥沙更易于滑动起动。进而同时考虑两种起动模式的泥沙起动全概率,推导了推移质单宽输沙率公式及输沙强度计算公式...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Paintal定义的暴露度示意图
西北农林科技大学硕士学位论文2最高点的竖向距离定义为暴露度，如图1-1所示，有学者(何文社2002-a)指出，实际情况中，暴露度难以确定，究其原因在于平均床面难以量化；我国学者韩其为(1984)在进行泥沙起动流速研究时，认为目标颗粒与下游颗粒的相对位置对泥沙颗粒的受力会产生很大影响，因此定义“暴露度Δ为表层颗粒与下游次表层颗粒接触点至表层颗粒最低点之间的距离”，相对暴露度Δ"=Δ/D，如图1-2所示，并假设暴露度服从均匀分布，其概率密度分布函数如下：minmin1,0.5()0.50DfD，其他(1-1)式中Δ为颗粒的暴露度；D为泥沙直径；Δmin=0.067D为暴露度最小值。图1-1Paintal定义的暴露度示意图Fig.1-1TheexposurediagramdefinedbyPaintal图1-2韩其为的暴露度示意图Fig.1-2TheexposurediagramdefinedbyHanQiWei近年来，学者们分别从理论分析及试验观测两个方面，对床面泥沙颗粒位置特性做了深入的研究。刘兴年(1987)基于Paintal提出的绝对暴露度理论，对非均匀沙的暴露高度进行试验观测，建立了暴露高度与粒径的关系式；何文社(2002-b)基于韩其为的观点，提出了基于等效粒径的非均匀沙的暴露度系数计算式；孟震等(2011-a;2011-b)
第一章绪论3基于韩其为的暴露度理论，对二维颗粒位置进行初步分析，理论推导出二维相对暴露度的概率密度函数可能符合的分布形式，分别为均匀分布、反余弦分布、对数正态分布：1131,113242()()2240,其他f(1-2)23131,()2420,其他f(1-3)211lnexp(),0()220,其他f(1-4)Cheng(2003)试验观测了相邻表层颗粒球心间的水平距离L，并基于波浪理论推导出水平距离L的概率密度函数。杨奉广(2009)基于Cheng(2003)的颗粒位置特性试验成果，即颗粒间水平距离的概率密度分布，建立其与暴露度之间的计算关系式，推导出床面泥沙相对暴露度的概率密度为偏正态分布：21.522222121.9281111412f(1-5)式中，ν=0.4，其余符号同前。白玉川(2013)认为随机排列在床面上的泥沙暴露度是双向存在的，首先提出了双向暴露度(垂向暴露度Δz和纵向暴露度Δx)的概念，如图1-3。图1-3双向暴露度示意图Fig.1-3Schematicdiagramoftwo-wayexposure
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于全概率的推移质输沙率公式[J]. 李林林,张根广. 泥沙研究. 2018(06)
[2]球体泥沙暴露度分布规律及其应用[J]. 李林林,张根广,周双. 泥沙研究. 2018(04)
[3]斜坡上的推移质输沙率公式[J]. 王愉乐,张根广,周双,程烨,李林林. 水力发电学报. 2018(05)
[4]泥沙不同起动模式的起动概率对比分析[J]. 程烨,张根广,吴彰松,李林林. 泥沙研究. 2017(05)
[5]弯道岸坡上粗细泥沙统一起动流速公式[J]. 李林林,张根广. 水动力学研究与进展（A辑）. 2017(03)
[6]考虑起动概率的岸坡均匀沙起动流速公式[J]. 李林林,张根广,李志国,唐尧. 泥沙研究. 2017(01)
[7]正负坡上均匀散粒体泥沙起动流速的研究[J]. 李林林,张根广,吴彰松,高远. 泥沙研究. 2016(05)
[8]基于相对暴露度的无黏性均匀泥沙起动流速公式[J]. 张根广,周双,邢茹,梁宗祥. 应用基础与工程科学学报. 2016(04)
[9]非均匀推移质瞬时输沙率试验研究[J]. 许琳娟,刘春晶,曹文洪. 水利学报. 2016(02)
[10]均匀泥沙相对暴露度的试验研究[J]. 周双,张根广,王新雷,邢茹. 泥沙研究. 2015(06)
博士论文
[1]推移质运动基本规律研究[D]. 孟震.清华大学 2015
[2]弯道水流结构及泥沙输移过程研究[D]. 吴岩.天津大学 2014
[3]非均匀推移质泥沙运动特性研究[D]. 陈有华.天津大学 2013
[4]非均匀沙运动特性研究[D]. 何文社.四川大学 2002
硕士论文
[1]基于泥沙双向位置特性的推移质输沙率研究[D]. 王愉乐.西北农林科技大学 2019
[2]滚动推移质运动的统计规律[D]. 沈颖.天津大学 2014
本文编号：3459933
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Paintal定义的暴露度示意图
西北农林科技大学硕士学位论文2最高点的竖向距离定义为暴露度，如图1-1所示，有学者(何文社2002-a)指出，实际情况中，暴露度难以确定，究其原因在于平均床面难以量化；我国学者韩其为(1984)在进行泥沙起动流速研究时，认为目标颗粒与下游颗粒的相对位置对泥沙颗粒的受力会产生很大影响，因此定义“暴露度Δ为表层颗粒与下游次表层颗粒接触点至表层颗粒最低点之间的距离”，相对暴露度Δ"=Δ/D，如图1-2所示，并假设暴露度服从均匀分布，其概率密度分布函数如下：minmin1,0.5()0.50DfD，其他(1-1)式中Δ为颗粒的暴露度；D为泥沙直径；Δmin=0.067D为暴露度最小值。图1-1Paintal定义的暴露度示意图Fig.1-1TheexposurediagramdefinedbyPaintal图1-2韩其为的暴露度示意图Fig.1-2TheexposurediagramdefinedbyHanQiWei近年来，学者们分别从理论分析及试验观测两个方面，对床面泥沙颗粒位置特性做了深入的研究。刘兴年(1987)基于Paintal提出的绝对暴露度理论，对非均匀沙的暴露高度进行试验观测，建立了暴露高度与粒径的关系式；何文社(2002-b)基于韩其为的观点，提出了基于等效粒径的非均匀沙的暴露度系数计算式；孟震等(2011-a;2011-b)
第一章绪论3基于韩其为的暴露度理论，对二维颗粒位置进行初步分析，理论推导出二维相对暴露度的概率密度函数可能符合的分布形式，分别为均匀分布、反余弦分布、对数正态分布：1131,113242()()2240,其他f(1-2)23131,()2420,其他f(1-3)211lnexp(),0()220,其他f(1-4)Cheng(2003)试验观测了相邻表层颗粒球心间的水平距离L，并基于波浪理论推导出水平距离L的概率密度函数。杨奉广(2009)基于Cheng(2003)的颗粒位置特性试验成果，即颗粒间水平距离的概率密度分布，建立其与暴露度之间的计算关系式，推导出床面泥沙相对暴露度的概率密度为偏正态分布：21.522222121.9281111412f(1-5)式中，ν=0.4，其余符号同前。白玉川(2013)认为随机排列在床面上的泥沙暴露度是双向存在的，首先提出了双向暴露度(垂向暴露度Δz和纵向暴露度Δx)的概念，如图1-3。图1-3双向暴露度示意图Fig.1-3Schematicdiagramoftwo-wayexposure
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于全概率的推移质输沙率公式[J]. 李林林,张根广. 泥沙研究. 2018(06)
[2]球体泥沙暴露度分布规律及其应用[J]. 李林林,张根广,周双. 泥沙研究. 2018(04)
[3]斜坡上的推移质输沙率公式[J]. 王愉乐,张根广,周双,程烨,李林林. 水力发电学报. 2018(05)
[4]泥沙不同起动模式的起动概率对比分析[J]. 程烨,张根广,吴彰松,李林林. 泥沙研究. 2017(05)
[5]弯道岸坡上粗细泥沙统一起动流速公式[J]. 李林林,张根广. 水动力学研究与进展（A辑）. 2017(03)
[6]考虑起动概率的岸坡均匀沙起动流速公式[J]. 李林林,张根广,李志国,唐尧. 泥沙研究. 2017(01)
[7]正负坡上均匀散粒体泥沙起动流速的研究[J]. 李林林,张根广,吴彰松,高远. 泥沙研究. 2016(05)
[8]基于相对暴露度的无黏性均匀泥沙起动流速公式[J]. 张根广,周双,邢茹,梁宗祥. 应用基础与工程科学学报. 2016(04)
[9]非均匀推移质瞬时输沙率试验研究[J]. 许琳娟,刘春晶,曹文洪. 水利学报. 2016(02)
[10]均匀泥沙相对暴露度的试验研究[J]. 周双,张根广,王新雷,邢茹. 泥沙研究. 2015(06)
博士论文
[1]推移质运动基本规律研究[D]. 孟震.清华大学 2015
[2]弯道水流结构及泥沙输移过程研究[D]. 吴岩.天津大学 2014
[3]非均匀推移质泥沙运动特性研究[D]. 陈有华.天津大学 2013
[4]非均匀沙运动特性研究[D]. 何文社.四川大学 2002
硕士论文
[1]基于泥沙双向位置特性的推移质输沙率研究[D]. 王愉乐.西北农林科技大学 2019
[2]滚动推移质运动的统计规律[D]. 沈颖.天津大学 2014
本文编号：3459933
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