导读:本文包含了泥沙异重流论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:异重流,直接数值模拟,层化,头部速度
泥沙异重流论文文献综述
赵亮[1]（2019）在《层化水体中泥沙异重流沿不同底坡运动的动力学特性研究》一文中研究指出异重流是指两种或两种以上比重相差不大的流体互相接触时,因为密度差异而产生的流动,它在水库、湖泊、河口、海洋等自然环境和工程实际中都较为常见。但水体层化、坡度、泥沙沉降等因素对异重流运动演变、水体掺混、能量变化等特性的影响机制,目前仍不完善。本文通过采用水槽实验、理论分析、数值模拟等方法,对开闸式异重流在层化和非层化水体环境中沿不同角度斜坡的运动过程进行了深入系统研究,详细探讨了水体层化、坡度和泥沙沉降速度等不同条件下,异重流头部位置、头部速度、湍流结构、界面卷吸系数、能量转换、以及长距离泥沙输移等动力学特性,揭示了其内在动力学机制和影响机理。论文的主要成果及结论如下:(1)通过PIV水槽实验结合理论分析揭示了斜坡异重流在层化水体中的运动特性,阐明了层化对异重流运动的抑制作用。当相对层结度大于1时,层化水体会使得异重流沿斜坡的运动分为加速阶段、减速阶段、离开斜坡水平入侵叁个阶段,解释了层化环境对交界面湍流和涡度的抑制效应;理论推导了斜坡异重流在线性层化水体中运动的头部位置和速度公式;修正了描述异重流在均匀水体和层化水体中的剖面速度分布公式;建立了线性层化水体中异重流沿斜坡分离的深度公式。(2)基于直接数值模拟和双组分物质输移模型,建立了泥沙和盐水异重流在不同水体环境中运动的高精度数值模型。通过求解Heaviside函数并结合Level-set 方法有效解决了不同组分初始交界面的浓度急剧变化造成的数值震荡问题,采用叁阶QUICK格式和六阶迎风紧致差分格式对控制方程进行了离散求解,使用浸入边界法处理复杂地形;模型能准确捕捉异重流运动过程中交界面的复杂湍流结构以及泥沙和盐分浓度的时空变化信息。(3)基于直接数值模拟阐明了泥沙异重流在均匀水体中沿斜坡的动力学特性及其影响机制。在异重流运动的初始的快速加速阶段和最后的减速阶段之间,头部速度由坡度决定,随着坡度从0开始逐渐增大,头部速度会经历从略微减小到准定常再到逐渐增大的过程,这一临界角度约为10°。提出了“动态参考面”概念来描述异重流运动的能量变化,运动过程中动能所占总能量的比例先迅速增大,而后基本保持不变,最后减小,而势能所占比例持续减小,且在初始阶段势能减小速率最大;异重流和环境水体之间的整体卷吸系数与瞬时卷吸系数的最大值都出现在初始阶段,坡度对整体卷吸系数的影响呈现非线性关系;不同泥沙沉降速度对卷吸系数没有明显影响。(4)基于直接数值模拟阐明了泥沙异重流在线性层化水体中运动的动力学特性和影响机理。由于较小的驱动力导致较弱的交界面速度剪切,水体层化会抑制交界面的开尔文-亥姆霍兹不稳定性和湍流结构的发展;由于颗粒沉降使得异重流迅速丢失质量和能量,泥沙异重流沿平坡运动时在准定常状态的运动距离不会超过十倍闸长;层化水体会抑制无颗粒异重流与周围环境间的水体卷吸系数;对于泥沙异重流,由于层化的抑制效应同时被泥沙沉降造成的较弱密度交界面对水体掺混的促进效应所抵消,泥沙异重流沿平坡运动的卷吸系数不随水体层化的强弱而改变;异重流运动时从势能到动能的转化会被层化水体所抑制,从动能到能量的耗散会被泥沙沉降所促进;异重流在线性层化水体中沿斜坡运动的加速阶段,坡度、泥沙沉降和水体层化对头部速度影响不明显;进入减速阶段后,坡度越大,水体层化越弱,泥沙沉降速度越小,异重流头部速度就越大;通过考虑泥沙沉降和水体掺混引起的异重流密度变化,数值模拟准确地预测了层化水体中异重流沿斜坡运动到达中性层位置时从斜坡分离的现象和分离深度;水平入侵带的出现会明显加大分离阶段前后的水体掺混效应。(5)提出了新的机制来解释河口泥沙异重流长距离输移现象。基于直接数值模拟证明了由于环境水体中海水盐分的有效扩散速率比异重流中泥沙的有效扩散速率大,使得泥沙异重流的间隙流逐渐由淡水转换为盐水,同时不会使泥沙浓度被明显稀释,从而可以增大异重流密度并维持泥沙颗粒的悬浮状态,使异重流能运动更长距离。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-06-01）
线小辰[2]（2018）在《中层泥沙异重流模型实验及特性分析》一文中研究指出通过室内水槽实验实现了水体的垂向温度分层,对中层异重流运动下的水体温度结构变化进行了分析研究,得出新的垂向水温结构由温跃层和表层组成,且水槽水体从前到后同一高程上的水温沿程降低,但均高于原有水温,垂向水温分布基本一致;随着异重流运动推移,不同断面同一高程水温升高,且温跃层温度升高幅度最大。实验还发现,中层异重流头部形态狭长,最前端厚度最小,厚度往后缓慢递增。(本文来源于《水土保持应用技术》期刊2018年05期）
胡鹏,胡元园,贺治国,林颖典[3]（2017）在《泥沙异重流与环境物质交换经验式对比》一文中研究指出采用异重流层平均水沙耦合数学模型,模拟开闸式和恒定入流式泥沙异重流水槽实验,对比分析异重流与环境之间物质交换经验式的适应性和不确定性。考虑4个水卷吸经验式:ew59、ew86、ew87和ew01,5个泥沙侵蚀经验式:E_s77、E_s86、E_s87、E_s93和E_s04。数值研究表明:水卷吸对于水槽异重流影响较小,应用综合考虑底床摩擦和剪切不稳定的ew经验式时模拟结果较好;开闸式异重流对床面侵蚀能力有限。对于恒定入流式异重流,应用E_s87和E_s93侵蚀经验式计算所得淤积厚度与实测值吻合较好,可能是率定时综合考虑了异重流实验数据。(本文来源于《水科学进展》期刊2017年02期）
王燕[4]（2012）在《黄河口高浓度泥沙异重流过程：现场观测与数值模拟》一文中研究指出河口海岸地区是河流与海洋交汇的场所，大量的陆源物质以泥沙为载体，在复杂的动力条件下由河口向海洋传输。河口泥沙异重流是一种少见的河流入海传输方式，具有传输速度快和传输通量大的特点，对叁角洲及近海环境地貌变化和重金属及有毒物颗粒排放具有重要的影响。黄河以水少沙多着称，历来是研究和观测河口泥沙异重流的典型区域。随着流域气候变化和人类活动的影响，河口泥沙异重流传输方式发生转变，带来了一系列地貌变化和生物地球化学效应。本文利用1995年9月洪季和2010年7月小浪底调水调沙塑造异重流排沙影响下的黄河口泥沙异重流观测资料，分别阐明了两个航次观测到的河口泥沙异重流发育的时空变化过程及机制，并结合EFDC叁维数值模型，对简易河口地形下河口泥沙异重流过程进行模拟，检验不同影响因子对河口泥沙异重流发育过程的影响，并将数值模拟结果与现场观测与国内外研究成果有机联系，在河口泥沙异重流的周期性演化过程、主要控制机理方面取得了新的认识，对于深入理解河口泥沙异重流的发生、变化过程以及环境效应有重要的意义。本文通过研究得到了对河口泥沙异重流过程的一系列认识：1）当河流入海含沙量和泥沙组分基本稳定时，河口泥沙异重流主要受潮流调制作用，其发育变化过程具有周期性：涨平时异重流发育；落潮时异重流发育较好；落平时异重流开始衰减；涨潮时异重流逐渐消亡。异重流发育时，底层逐渐为淡水控制，盐度降低，含沙量升高，受剪切力（Fr）小于重力沿斜坡向下的分量（Fg）的影响，异重流向海加速运动，对底床产生冲刷效应，水体混合程度较弱，粗颗粒泥沙沉降，异重层内悬沙粒度降低；异重流衰减时，底层逐渐为海水控制，盐度升高，含沙量降低，Fr>Fg，异重流向海减速运动，对底床产生淤积效应，水体混合程度加强，维持了粗颗粒泥沙的悬浮状态，悬沙粒度升高。受潮流的牵引作用，河口泥沙异重流的路径可能是沿着曲线向海传输，这对于捕捉异重流的空间变化过程非常重要。2）高含沙量是产生河口泥沙异重流的必要条件，而非充分条件。入海泥沙的粒度也是控制河口泥沙异重流发育和演化的另外一个重要条件。泥沙颗粒的粒度控制效应表现在：入海泥沙颗粒粗，导致泥沙在河道内快速沉积，水体含沙量急剧减小，在河口无法下潜形成异重流；在异重流发育过程中，异重层内的粗颗粒泥沙将快速沉降在海底，使得异重层的含沙量降低，难以维持异重层水体和上覆水体的密度差，导致异重流快速衰减。3）针对近年来黄河入海水沙量均显着减少、粒度不断粗化的现状，根据本文的现场观测和数值模拟结果，可以推断河流入海的传输方式将从以往的高浓度泥沙异重流转变为表层羽状流，这一变化将引起河口泥沙传输路径和沉积范围的改变，以泥沙为载体的重金属、有毒污染物和营养元素的扩散方式和埋藏过程可能也会随之发生变化，影响河口和近海的生物地球化学循环。本文从现场观测资料出发，配合数值模拟手段，提炼出黄河口泥沙异重流发育过程及机制中关键的影响因子，并阐述了这些关键因子的变化对河口泥沙异重流过程的影响，这些认识对今后对黄河口泥沙异重流传输过程的转变、叁角洲及近海地貌地形变化以及近海生物地球化学循环的研究起到重要的启示作用。(本文来源于《中国海洋大学》期刊2012-03-01）
宋策,周孝德,李国栋,刘钊[5]（2009）在《泥沙异重流影响下的水库垂向水温分布预测模拟》一文中研究指出水库水体异重流的变化是影响水库水温分布最为关键的因素之一。本文以黄河上游刘家峡水库为例,建立考虑泥沙异重流影响的叁维水库水温模型,利用已有水库水温分布监测数据对模型进行验证。在考虑有无泥沙异重流影响的条件下,对水库汛期库区垂向水温分布进行预测和比较。模拟结果显示,在不考虑来流含沙时,库区垂向水温分布始终为典型分层型,按实际含沙来流计算时,库区垂向水温分布随着水沙量增大而呈现从分层型转化为混合型分布的变化,泥沙异重流是造成夏季水库水温成混合型的主要原因,只有考虑泥沙异重流的影响才能正确预测多沙河流上水库水温的变化规律。(本文来源于《水利学报》期刊2009年11期）
黄海军,刘艳霞,樊辉,杨晓阳[6]（2008）在《黄河清8出汊河口泥沙异重流特征及其时空分布》一文中研究指出选用1996年9月5—6日黄河口新口门水文泥沙同步观测资料,采用距离倒数加权插值法(IDW)生成河口泥沙异重流的含沙海水密度、流速和含沙量随时间变化的等值线图。基于此,分析了黄河口泥沙异重流发育形成的时空变化特征,并结合遥感影像和水下地形图进一步探讨了泥沙异重流对河口沉积的影响。研究结果表明,黄河口(新口门)泥沙异重流发育频繁,且其形成时的含沙海水密度与老河口相似;泥沙异重流的空间分布与水下叁角洲泥沙堆积体及河口沙嘴的形态存在明显相关,泥沙异重流的存在直接影响河口前缘泥沙的沉积,但对侧缘的影响不大;泥沙异重流形成初期,在低高潮涨潮阶段中的一次较小的涨落潮周期内其形成和消亡过程与潮流的涨落潮周期呈正向对应关系,且在这一时段的涨憩时泥沙异重流的泥沙含量达到最大;流速垂向分布为泥沙异重流形成初期流速小于上层海水流速,且层次分明,随其进一步向深海运动流速呈增大再减小的趋势,至叁角洲前缘陡坡段其底层流速大干中上层海水流速。(本文来源于《海洋与湖沼》期刊2008年01期）
庞重光,杨作升[7]（2001）在《黄河口泥沙异重流的数值模拟》一文中研究指出将已被广泛应用的一维泥沙异重流控制方程推广到平面二维情形 ,构成一组四方程模型 ,并对方程中重要参数的取值作了讨论。而后针对黄河口泥沙异重流的发生和演变受潮相控制的特殊性对其进行数值模拟。在泥沙异重流的基本控制方程中加入了潮汐影响项 ,采用 ADI法对黄河口的潮流控制方程与有潮汐影响的泥沙异重流控制方程进行半耦合求解。模拟结果与实测结果基本吻合(本文来源于《青岛海洋大学学报(自然科学版)》期刊2001年05期）
庞重光,杨作升[8]（2000）在《黄河口泥沙异重流基本控制参数的数值试验》一文中研究指出为了定量地评价泥沙异重流基本控制参数对泥沙异重流流动的影响 ,本文设计了一系列数值试验来展示各种参数与泥沙异重流流动特征之间的定量关系。采用ADI法求解叁维方程经垂向积分后的平面二维泥沙异重流方程。所选取的基本控制参数包括水下斜坡坡角 ,总阻力系数 ,水力挟带系数 ,泥沙饱和浓度和泥沙沉速。通过数值试验得出水下斜坡坡角θ、泥沙饱和浓度Es 越大 ,总阻力系数cd、泥沙沉速ω越小 ,相应地泥沙异重流流速、流动厚度以及悬沙浓度越大。其中斜坡坡角对泥沙异重流影响最大。当泥沙异重流流动处于超临界流状态 ,水力挟带系数Ew 大于零 ,这时由于有一定水量的卷入 ,所以流动厚度沿程增加。(本文来源于《泥沙研究》期刊2000年05期）
王光谦,周建军,杨本均[9]（2000）在《二维泥沙异重流运动的数学模型》一文中研究指出关于泥沙异重流研究多采用分析和观测的方法 ,数学模型计算较少 .本文中首先结合流体运动方程和泥沙运动特性 ,导出平面二维泥沙异重流的运动方程 ;然后 ,进行水槽试验模拟异重流运动计算 ,并与试验测验结果进行对比 ,验证了数学模型的适用性(本文来源于《应用基础与工程科学学报》期刊2000年01期）
李怀恩[10]（1991）在《泥沙异重流对水库水温分布的影响——实例分析》一文中研究指出一、引言水库水温分布是水库工程的规划、设计、施工和管理运行及水资源保护工作所必须的一项基本资料。人们对它已经研究了50多年(从美国和苏联30年代开始进行的水温监测分析算起),也取得了很多研究成果。但以往的研究很少涉及泥沙异重流对水温分布的影响问题,本文拟根据冯家山水库的实测资料,对此作一点初步分析和探讨。(本文来源于《水资源保护》期刊1991年01期）
泥沙异重流论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
通过室内水槽实验实现了水体的垂向温度分层,对中层异重流运动下的水体温度结构变化进行了分析研究,得出新的垂向水温结构由温跃层和表层组成,且水槽水体从前到后同一高程上的水温沿程降低,但均高于原有水温,垂向水温分布基本一致;随着异重流运动推移,不同断面同一高程水温升高,且温跃层温度升高幅度最大。实验还发现,中层异重流头部形态狭长,最前端厚度最小,厚度往后缓慢递增。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
泥沙异重流论文参考文献
[1].赵亮.层化水体中泥沙异重流沿不同底坡运动的动力学特性研究[D].浙江大学.2019
[2].线小辰.中层泥沙异重流模型实验及特性分析[J].水土保持应用技术.2018
[3].胡鹏,胡元园,贺治国,林颖典.泥沙异重流与环境物质交换经验式对比[J].水科学进展.2017
[4].王燕.黄河口高浓度泥沙异重流过程：现场观测与数值模拟[D].中国海洋大学.2012
[5].宋策,周孝德,李国栋,刘钊.泥沙异重流影响下的水库垂向水温分布预测模拟[J].水利学报.2009
[6].黄海军,刘艳霞,樊辉,杨晓阳.黄河清8出汊河口泥沙异重流特征及其时空分布[J].海洋与湖沼.2008
[7].庞重光,杨作升.黄河口泥沙异重流的数值模拟[J].青岛海洋大学学报(自然科学版).2001
[8].庞重光,杨作升.黄河口泥沙异重流基本控制参数的数值试验[J].泥沙研究.2000
[9].王光谦,周建军,杨本均.二维泥沙异重流运动的数学模型[J].应用基础与工程科学学报.2000
[10].李怀恩.泥沙异重流对水库水温分布的影响——实例分析[J].水资源保护.1991