《泥沙運(yùn)動(dòng)力學(xué)》讀書報(bào)告

《泥沙運(yùn)動(dòng)力學(xué)》讀書報(bào)告課程名稱泥沙運(yùn)動(dòng)力學(xué)姓名學(xué)號(hào)專業(yè)港口海岸及近海工程指導(dǎo)教師提交日期讀書報(bào)告讀書報(bào)告1泥沙在靜止的清水中等速下沉?xí)r的速度,稱為泥沙的沉降速度(或簡(jiǎn)稱泥沙沉速),在河影響泥沙沉速的各種因素。WF。球體的運(yùn)動(dòng)速W等于受到的水流的阻力F，從而可以得到沉速公式。0.4后移，分別區(qū)縮小，區(qū)內(nèi)的壓力增大。含沙濃度對(duì)沉速的影響[1]：①當(dāng)一顆沙粒在沉降過(guò)程中，將會(huì)引起四周的水流也發(fā)生運(yùn)動(dòng)；②泥沙在沉降中同時(shí)帶動(dòng)了四周的液體，液體也伴隨向下運(yùn)動(dòng)；力加大，影響它的沉速。紊動(dòng)對(duì)沉速的影響：的旋轉(zhuǎn)作用，顆粒在沉降中不斷打轉(zhuǎn)，不能以最穩(wěn)定的方位下沉；加速運(yùn)動(dòng)，有時(shí)又受到減速運(yùn)動(dòng)。力分布發(fā)生變化，從而使顆粒所承受的阻力削減或者增大。20世紀(jì)90年月,曹如軒、錢善琪等人對(duì)高含沙渾水沉降特性及群體沉速的爭(zhēng)論水的相對(duì)粘性隨含沙量增大而增大的規(guī)律不及細(xì)沙高含沙渾水那樣敏感,但即使前者流型為牛頓體時(shí),相對(duì)粘性值也不低于2。由于粗沙高含沙渾水的粘土含量小,粒徑組成粗,流型轉(zhuǎn)換的臨界含沙量大,故泥沙的沉速可無(wú)視非牛頓體的影響。此外,碰撞以及粗沙與細(xì)沙懸浮質(zhì)的碰撞,等效于增大了顆粒在沉降方向的阻力,使沉速減小。影響泥沙沉速的因素很多,如含沙量大到肯定程度之后,沉速計(jì)算公式必需考d0.01mm粒泥沙,由于不存在絮凝現(xiàn)象,當(dāng)含沙量從零開頭漸漸增大時(shí),沉速將從清水單顆零開頭漸漸增大時(shí),沉速將從清水單顆粒沉速開頭漸漸增大,當(dāng)沉速到達(dá)一個(gè)峰值之有不同。盡管粗顆粒本身在含沙量不是格外大時(shí)仍舊處于分散狀態(tài),但因是在細(xì)[3]重流對(duì)泥沙沉速的影響也是不行無(wú)視的因素,目

此外,異與池內(nèi)水的溫差或是濃度差所引起的異重流現(xiàn)象還有待進(jìn)一步爭(zhēng)論。也與水流紊動(dòng)引起的床面四周流速、壓力的脈動(dòng)親熱相關(guān)。202310000~12023時(shí)，水流進(jìn)入紊流范圍。查閱相關(guān)水流紊動(dòng)文獻(xiàn)，在彎道紊動(dòng)強(qiáng)度方面有以下成果[4-],彎道進(jìn)口至彎頂段及彎道出口斷面,縱、橫向相對(duì)紊動(dòng)強(qiáng)度沿垂線分布規(guī)律根本符合線性分布,僅不同斷面處的斜率和截距有所不同,且由凸岸向凹岸其值漸漸增大;在彎頂至出口段,,由凸岸向凹岸其值漸漸減小。,在床面四周它們有明顯的減小趨勢(shì).在核心區(qū)內(nèi),z/H增大而單調(diào)減小,縱向相對(duì)紊動(dòng)強(qiáng)度遞減速度大于橫向相對(duì)紊動(dòng)強(qiáng)度的遞減速度。,其值約為前者的一半,說(shuō)明彎道水流的紊動(dòng)是各項(xiàng)異性的,其沿水深符合瑞利分布。泥沙的推移及懸移是對(duì)單個(gè)顆粒泥沙運(yùn)動(dòng)形式來(lái)說(shuō)的。當(dāng)泥沙輸移時(shí)，推移質(zhì)時(shí)時(shí)都有轉(zhuǎn)變。這種泥沙顆粒在床面的集體運(yùn)動(dòng)成為沙波運(yùn)動(dòng)。沙波的進(jìn)展消長(zhǎng)：沙紋—>沙壟—>平坦—>沙浪—>急灘與深潭沙紋的起因：①局部擾動(dòng)所引起的近壁層流層的波動(dòng)；②床面作用力的平衡條件。擬序構(gòu)造以及水流自身所產(chǎn)生的床面底部剪應(yīng)力Shields剪應(yīng)力后,床面即產(chǎn)生動(dòng)成機(jī)理的數(shù)學(xué)模型,模擬結(jié)果與已有的試驗(yàn)資料進(jìn)展比照,結(jié)果說(shuō)明模型能在肯定程度上提醒沙紋形成的機(jī)理。從已有的爭(zhēng)論成果可以看出,水流作用下的掀沙過(guò)程主要取決于其底部邊界層中擬序構(gòu)造的作用,在泥沙運(yùn)動(dòng)未到達(dá)懸揚(yáng)條件時(shí),擬序構(gòu)造的進(jìn)展演化直接影響著床面形態(tài),如沙紋的形成和進(jìn)展。而在到達(dá)泥沙懸揚(yáng)條件時(shí),擬擬序構(gòu)造與床面形態(tài)之間的關(guān)系,并從理論上來(lái)描述層擬序構(gòu)造的掀沙機(jī)理，建立床對(duì)水流與泥沙的相互作用進(jìn)展?fàn)幷?。直接產(chǎn)物。爭(zhēng)論沙波運(yùn)動(dòng)的意義：①沙波是沖積河流阻力的主要組成局部之一；②沙波的進(jìn)展消長(zhǎng)有時(shí)會(huì)造成水位—流量關(guān)系的特別現(xiàn)象；③依據(jù)沙波尺寸及運(yùn)動(dòng)條件可以估算推移質(zhì)輸沙率。2023年3月6日至2023年4月9日，在南海北部外陸架與陸坡上的沙波區(qū)進(jìn)展了海30—77cms－1海底強(qiáng)流發(fā)生。強(qiáng)流方向與南海北部?jī)?nèi)波傳播方向相對(duì)應(yīng)，多分布在偏NW向與偏SESENWM2計(jì)算結(jié)果得出強(qiáng)流能起動(dòng)海底泥沙，由于NW向傳播〔上坡方向〕的內(nèi)波導(dǎo)致了SE向〕SE向移動(dòng)，但沙波移動(dòng)速度不大，小型沙波移動(dòng)速度小于1．6m·a－1。承受潮流、風(fēng)暴潮耦合模型計(jì)算了強(qiáng)臺(tái)風(fēng)驅(qū)動(dòng)的海底流速過(guò)程，為SE向，且移動(dòng)距離更小，潮流、風(fēng)暴潮耦合不是沙波移動(dòng)的主要?jiǎng)恿C(jī)制[8]SE因而并不能確定沙波移動(dòng)的動(dòng)力緣由。1988年3月珠江口外東南約200km，水深300m，50、100、200和300m層的平均流速都小于征。邱章等也同樣觀測(cè)到了東沙群島四周的內(nèi)潮及內(nèi)波。Hsu等、Zhao等承受衛(wèi)星影像分析了南海北部?jī)?nèi)波波包的分布，覺察南海北部海疆是一個(gè)內(nèi)波活動(dòng)頻繁的海疆。陸坡上的內(nèi)波對(duì)泥沙運(yùn)動(dòng)作用極大，Cacchione在試驗(yàn)中覺察向岸傳播的內(nèi)波能起動(dòng)陸架與陸坡的泥沙。Holloway等在傾斜地形上的內(nèi)波傳播數(shù)值試驗(yàn)及觀測(cè)結(jié)果中，Noble等在陸總結(jié)了內(nèi)波對(duì)沙波形成與遷移的作用。鑒于陸坡上內(nèi)波對(duì)泥沙運(yùn)動(dòng)的作用，對(duì)于南海北部陸架及陸坡上沙波移動(dòng)的動(dòng)力機(jī)制，內(nèi)波應(yīng)是值得重視的因素。2023年3—4耦合對(duì)沙波穩(wěn)定性的影響。第四局部沖積河流的阻力爭(zhēng)論河道水流及泥沙運(yùn)動(dòng)，其目的主要在于把握沖積河流的泄流力量及挾沙能力，具有肯定幾何形態(tài)及坡降的河段，到底能夠宣泄多大流量？有多少通過(guò)主槽下泄？有多少會(huì)漫灘？其流速又能夠到達(dá)多大？這些問(wèn)題自然都和河槽對(duì)水流的阻力深遠(yuǎn)的意義。摩阻作用的組成單元[10]：沙顆粒會(huì)對(duì)水流產(chǎn)生肯定的外表阻力，這種阻力可以成為沙粒阻力。⑵沙波阻力：因沙波的存在而產(chǎn)生的額外阻力稱為沙波阻力。⑶河岸及灘面阻力；⑷河槽形態(tài)阻力；⑸人工建筑物的外加阻力；〔不受河岸影響〕面泥沙顆粒組成及其在河床外表的分布狀況等。假設(shè)將Kennedy在1895年通過(guò)爭(zhēng)論穩(wěn)么對(duì)沖積河流阻力的爭(zhēng)論已有100多年的歷史。對(duì)沖積河流阻力問(wèn)題的爭(zhēng)論，近50年果相差較大[11]。方式，逐一爭(zhēng)論無(wú)粘性均勻沙、無(wú)粘性非均勻沙及黏性土的起動(dòng)條件。離靜止?fàn)顟B(tài)而進(jìn)入運(yùn)動(dòng)；打算這一臨界狀況的水流條件稱為泥沙的起動(dòng)條件?？死啄睭.Kramer〕曾把推移質(zhì)的運(yùn)動(dòng)分為四個(gè)階段：⑴無(wú)泥沙運(yùn)動(dòng)；⑵稍微的泥沙運(yùn)動(dòng)；⑶中等強(qiáng)度的泥沙運(yùn)動(dòng)；⑷普遍的泥沙運(yùn)動(dòng)。起動(dòng)條件表達(dá)形式——起動(dòng)拖曳力、起動(dòng)流速、起動(dòng)功率。泥沙起動(dòng)規(guī)律：(1)應(yīng)考慮由于顆粒大小之間的相互影響以及顆粒在床面的相對(duì)暴露度而產(chǎn)生的附加質(zhì)(2)律相結(jié)合的方法,在全面分析了非均勻沙起動(dòng)機(jī)理的根底上,建立了非均勻沙起動(dòng)的本構(gòu)方程及其起動(dòng)臨界條件。(3)起動(dòng)級(jí)別肯定時(shí),起動(dòng)流速隨床面顆粒暴露度的減小(粗化度的增大)而增大;在水(5)在起動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)、水力條件及相對(duì)暴露度(粗化度)肯定時(shí),非均勻沙泥沙顆粒同均勻沙中同粒徑沙相比較,較粗顆粒簡(jiǎn)潔起動(dòng),較細(xì)顆相當(dāng)。(6)加準(zhǔn)確[17]?！采巢ā车纫蛩?。泥沙起動(dòng)時(shí)的水流流速一般稱為起動(dòng)或臨界流速，一般承受水槽底部或海底床面以剪切力表示[16]線，可以獲得泥沙淤積物中最大粒徑顆粒泥沙的臨界起動(dòng)水流條件。通過(guò)繪制泥沙粒徑與起動(dòng)臨界流速曲線〔圖10a〕覺察：粗顆粒泥沙的粒徑與臨界流速成正比，細(xì)顆?！?lt;0.1mm〕并不存在這一關(guān)系〔10a線A〕，其緣由是粘土等細(xì)顆粒之間存在著粘結(jié)力，使得粘土顆粒比細(xì)沙顆粒的起動(dòng)需要更大的水流淌能，特別是當(dāng)粘土淤積物經(jīng)過(guò)了肯定時(shí)段的固結(jié)之后〔Postma，然而一旦泥沙顆粒起動(dòng)或懸浮，則無(wú)論是粘性還是非粘性泥沙顆粒，其沉降特性則只取決于粒徑〔即以下圖1〕。最終需要指出的是：即使是粒為2/3〔Sundborg，1967〕。讀書報(bào)告讀書報(bào)告91沖刷、輸移與沉積關(guān)系圖2均勻沙起動(dòng)流速及粒徑與泥沙運(yùn)動(dòng)特性關(guān)系在Reineck與Singh〔1980〕的爭(zhēng)論根底上，Sundborg〔1956，1967〕考慮泥沙HjulstromSundborg曲線適用于以下4種讀書報(bào)告讀書報(bào)告10沖刷或凈淤積的推移質(zhì)輸移；4〕無(wú)泥沙輸移。由此可獲得不同泥沙密度的泥沙起動(dòng)系列曲線〔圖10b〕，分析說(shuō)明：隨著流速0.2mm經(jīng)過(guò)推移質(zhì)輸移狀態(tài)進(jìn)展過(guò)渡。HjulstromSundborg由于它們既沒有考慮非均勻沙與水流紊動(dòng)的影響，也沒有考慮床面形態(tài)對(duì)于“表征”起動(dòng)流速〔即：為床面以上某一高度處泥沙起動(dòng)水流流速〕的影響。深值，其臨界起動(dòng)流速可能差異會(huì)很大〔圖11；Reineck和Singh，1980〕。因此，應(yīng)力τCR與泥沙水下重量〔ρs-ρ〕gD之比〕[15]?！睵.Duboys〕第一次提出推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)的拖曳力爭(zhēng)論方法上考慮，仍舊可以看出存在著肯定的流派，其中最主要的有[18]：㈠以大量試驗(yàn)工作為根底建立起來(lái)的推移質(zhì)公式，以梅葉-彼德公式為代表；公式為代表；表；肯定的推理而得到的公式，以恩格隆公式、亞林公式、阿克斯-懷特公式為代表這一局部?jī)?nèi)容主要介紹了梅葉-彼德、拜格諾、愛因斯坦、亞林、恩格隆、阿克斯-懷特六大家的推移質(zhì)公式以及它們之間的比較。紊流的集中作用使各個(gè)流層之間不但有動(dòng)量的交換，而且還帶有泥沙顆粒的交不應(yīng)當(dāng)把它們混淆等同起來(lái)。關(guān)于懸移質(zhì)沿垂線分布問(wèn)題目前有兩種不同的理論，即集中理論與重力理論。淤積過(guò)程中的含沙量沿程遞減問(wèn)題：在張啟舜的分析中，泥沙交換系數(shù)εy取垂流速，泥沙在落到河底以后，仍能以懸移形式連續(xù)運(yùn)動(dòng)[20]。詹詠,王惠明,曾小為.泥沙沉降速度爭(zhēng)論進(jìn)展及其影響因素分析.人民長(zhǎng)江，2023.02.23-25YingXY,AkiyamaJ,UraM.Numericalstudyof2-DinclinedLES[J].JHydroscienceandHydraulicEng,JSCE,2023,17(1):117-129.中國(guó)水運(yùn)，2023〔8〕:15-18.趙維陽(yáng).丁壩水流構(gòu)造及紊動(dòng)特性爭(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