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波浪扰动下河口幂律异重流的动力场分布特性

论文摘要

河口底层浮泥异重流的运动特性对于河口维持以及港口航道泥沙淤积过程具有重要的作用,是海岸学科研究的关键内容,也是热点内容之一.本文首先综述了河口泥沙异重流研究的重要意义,分析并总结了各家异重流理论模型的不同点和适应条件;其次,根据本文研究问题的实际需要,构建了波浪与底泥相互作用的双层流体理论分析模式,将上层流体简化为常见的牛顿体,而将下层流体的流变关系设置为幂律函数,研究了波浪作用下河口底部幂律异重流的流场特性.这些特性包括:波浪速度场、底泥运动的流速场、不同密度影响下的压力场以及异重流泥面波与表面波的波幅比等,分析了泥层密度、波动圆频率以及底泥幂律指数对流场及界面波的影响.研究发现,在波浪扰动下,两层流体交界处速度分量连续,压强出现突变.在下部泥层中,水平速度幅值曲线存在极大值.随着波动圆频率增加以及泥层密度与流动指数的减小,界面处上下压强差值呈现增大的趋势.本模型与实测波幅比的数据进行对比结果证实了模型的合理性.

论文目录

  • 引言
  • 1 理论模型与控制方程
  •   1.1 控制方程
  •   1.2 本构关系
  •   1.3 边界条件
  •   1.4 无量纲化
  •   1.5 谐波分析
  • 2 数值求解及结果分析
  •   2.1 数值求解
  •   2.2 模型验证
  •   2.3 流场速度分布
  •   2.4 交界面与表面的波幅比
  • 3 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 徐海珏,吴金森,白玉川

    关键词: 流场,两层流体模型,底泥,幂律流模型,波幅比

    来源: 力学学报 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 海洋学,地球物理学,水利水电工程

    单位: 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津大学河流海岸工程泥沙研究所

    基金: 科技部重点研发计划(2018YFC0407505),国家自然科学基金(41576093)资助项目

    分类号: TV148;P731.22

    页码: 1699-1711

    总页数: 13

    文件大小: 525K

    下载量: 83

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/ab01dcce001f023bbad934c2.html