挟沙水流卡门常数的理论研究 被引量：5

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作者 黄才安 龚敏飞 +1 位作者 陈志昌 钱文康 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2005年第5期8-10,25,共4页

挟沙水流的流速分布,特别是其中的卡门常数,一直是冲积河流水力学研究的热点问题之一。实测资料表明挟沙水流流速分布仍遵循对数流速分布规律,但在主流区的卡门常数要小于清水时的卡门常数,而在近底区的卡门常数与清水基本一致。在引入... 挟沙水流的流速分布,特别是其中的卡门常数,一直是冲积河流水力学研究的热点问题之一。实测资料表明挟沙水流流速分布仍遵循对数流速分布规律,但在主流区的卡门常数要小于清水时的卡门常数,而在近底区的卡门常数与清水基本一致。在引入颗粒切应力的基础上,从理论上推导了同时适用于主流区和近底区的统一流速分布模型。利用该流速分布模型,得到挟沙水流的卡门常数沿垂线是变化的结论,即从近底区的约0.4渐变到主流区的小于0.4。并给出了主流区卡门常数的理论表达式,认为主流区卡门常数与近底区的泥沙浓度和泥沙粒径有关。该卡门常数的理论公式与实测资料较为吻合。 展开更多

关键词 挟沙水流 流速分布 近底流区 颗粒切应力 卡门常数

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挟沙水流卡门常数的影响因素 被引量：2

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作者 周宜林 唐洪武 +2 位作者 闫静 许芝国 郭琦 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2008年第3期51-56,共6页

挟沙水流卡门常数是反映泥沙运动对水流结构影响的重要参数之一,本文回顾并讨论了挟沙水流卡门常数的计算公式及其影响因素。基于影响因素的量纲分析,得到了影响挟沙水流卡门常数的无量纲参数的关系式,由水槽实验资料确定出卡门常数的... 挟沙水流卡门常数是反映泥沙运动对水流结构影响的重要参数之一,本文回顾并讨论了挟沙水流卡门常数的计算公式及其影响因素。基于影响因素的量纲分析,得到了影响挟沙水流卡门常数的无量纲参数的关系式,由水槽实验资料确定出卡门常数的计算公式。经有关实验观测资料和长江、黄河实测资料的检验,表明本文所得公式计算的卡门常数与实验观测资料和野外实测资料的分析值均符合较好。 展开更多

关键词 卡门常数 挟沙水流 对数流速分布 水流结构 悬移质

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动床水流卡门常数变化规律的研究 被引量：10

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作者 秦荣昱 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 1991年第3期38-52,共15页

本文初步分析了动床水流速分布与卡门常数x值的关系,指出在主流区仍遵循对数定律.但x值常常偏离0.4.动床水流流速分布是含沙量及其分布、推移质运动强度、沙波发育、消长、床面糙度、紊流涡体尺寸、强度及其分布等诸因素综合作用的结果... 本文初步分析了动床水流速分布与卡门常数x值的关系,指出在主流区仍遵循对数定律.但x值常常偏离0.4.动床水流流速分布是含沙量及其分布、推移质运动强度、沙波发育、消长、床面糙度、紊流涡体尺寸、强度及其分布等诸因素综合作用的结果.在相同的U值下.可以有不同形状的流速分布.x值可以远大于0.4,也可以远小于0.4.x=0.4只代表一种平均分布. 卡门常数x值实质上是反映流速分布变化的一个参数.流速分布越均匀,du/dy就越小,x值大于0.4越多.流速分布越不均匀,du/dy就越大,x值小于0.4越多.平均x值将因采用的理论参考平面不同而有不同的变化.不能简单地取K=D_65和x=0.4.初步分布认为,x值与水流相对强度参数F_rU/W_50有关.根据不同的情况可用式(12)～(16)或式(17)～(18)来描述K值和x值的变化规律. 展开更多

关键词 动床 水流 流速 卡门常数

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卡门常数的计算误差对悬移质浓度垂线分布的影响分析

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作者 喻国良 方铎 吴持恭 《水文》 CSCD 北大核心 1991年第2期29-34,F003,共7页

一、前言悬移质浓度对流速及含沙量垂线分布的影响通常用卡门常数K来表征。1955年爱因斯坦和钱宁在可变坡的循环钢板水槽内,对此进行了实验,从清水到各种粒径的不同含沙量中测量了流速和含沙量垂线分布。

关键词 悬移质 浓度 垂线分布 卡门常数

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卡门常数研究现状及存在的问题 被引量：3

5

作者 柳小珊 卢金友 +1 位作者 廖小永 吴昌洪 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2014年第6期1-6,共6页

挟沙水流卡门常数是反映固液两相流中泥沙对水流结构影响的重要参数之一。鉴于此,回顾了卡门常数的来历、实质和卡门常数的影响因素、物理意义,总结了国内外因考虑因素不同而导出的卡门公式,接着对研究得到的卡门常数作了一个简要客观... 挟沙水流卡门常数是反映固液两相流中泥沙对水流结构影响的重要参数之一。鉴于此,回顾了卡门常数的来历、实质和卡门常数的影响因素、物理意义,总结了国内外因考虑因素不同而导出的卡门公式,接着对研究得到的卡门常数作了一个简要客观的评价,最后指出卡门常数进一步研究需要注意的问题:从能量输移理论进一步弄清楚能量分配机制,同时需要更精确的试验资料进行分析。 展开更多

关键词 卡门常数 挟沙水流 对数流速分布 混掺长度

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圆管湍流脉动流动与换热的数值模拟 被引量：17

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作者 翟明 董芃 +2 位作者 王希影 丁伟玲 夏新林 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第20期85-91,共7页

利用标准k-ε模型结合脉动燃烧器尾管的实验参数进行湍流脉动流动与换热的数值模拟,通过修正模型内的冯·卡门常数建立适用于实验条件下的脉动流动的湍流计算模型,并研究脉动湍流中压力振幅和频率对湍流流动和换热特性的影响。研究... 利用标准k-ε模型结合脉动燃烧器尾管的实验参数进行湍流脉动流动与换热的数值模拟,通过修正模型内的冯·卡门常数建立适用于实验条件下的脉动流动的湍流计算模型,并研究脉动湍流中压力振幅和频率对湍流流动和换热特性的影响。研究发现:符合实验条件下的冯·卡门常数范围为0.48～0.52;脉动瞬时截面上的速度在靠近壁面附近出现峰值且速度变化较大;速度与温度分布呈周期性变化;压力振幅越大,速度和温度波动范围就越大,频率越大,速度和温度的波动范围则越小;壁面摩擦系数随着压力振幅的增加而减小,随着频率的增加而增大;壁面平均对流换热系数随压力振幅的增加而增大,随频率的增加而减小。 展开更多

关键词 脉动流动 流动与换热 湍流模型 冯·卡门常数 数值模拟

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峡谷河道综合糙率变化规律的预报 被引量：4

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作者 秦荣昱 王崇浩 +1 位作者 刘淑杰 刘峡 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 1995年第1期59-69,共11页

本文揭示了峡谷与宽谷河道水流结构特性与阻力损失的机理和同异，指出前者的综合糙率常比后者大１～３倍，其原因除了通常认识的周界粗糙度不同有影响外，主要因素是河型和断面形态不同，紊流涡体的产生、规模、强度和分布不同，集中表... 本文揭示了峡谷与宽谷河道水流结构特性与阻力损失的机理和同异，指出前者的综合糙率常比后者大１～３倍，其原因除了通常认识的周界粗糙度不同有影响外，主要因素是河型和断面形态不同，紊流涡体的产生、规模、强度和分布不同，集中表现在水流内部结构不同所引起的能损不同的结果．论证了阻力系数公式（５）仍可用于三维水流。但卡门常数Ｋ值不再是０．４；峡谷河道水流的Ｋ值可用式（８）或式（９）求解。宽阔河道水流的Ｋ值可用文献［４］的公式计算．在动床水流中，Ｋ值不仅是表征流速分布变化的一个参数，也是衡量水流阻力系数变化和床面形态定性变化的一个指标，是阻力系数的重要组成部份．引入紊流能损理论（即Ｋ值的变化）之后，水流阻力变化规律便与水流结构变化和床面形态变化建立起有机的联系，取得了与实测值基本一致的结果，解决了现有的糙度阻力系数公式无法求解超高（低）阻力的难题． 展开更多

关键词 水流结构 卡门常数 综合糙率 峡谷河道 超高阻力 阻力损失机理

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关于挟沙水流流速分布问题 被引量：5

8

作者 黄才安 梅小文 《长江科学院院报》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期15-17,共3页

挟沙水流的流速分布是泥沙动力学中一个尚有争议的问题 ,为了深入研究这一问题 ,对爱因斯坦和钱宁等的变 k模式和 Coleman模式进行了进一步分析。发现变 k模式的 k值与 Coleman尾流强度系数 Π之间存在一一对应的关系 ,并推导了这一数... 挟沙水流的流速分布是泥沙动力学中一个尚有争议的问题 ,为了深入研究这一问题 ,对爱因斯坦和钱宁等的变 k模式和 Coleman模式进行了进一步分析。发现变 k模式的 k值与 Coleman尾流强度系数 Π之间存在一一对应的关系 ,并推导了这一数学关系。 展开更多

关键词 挟沙水流 流速分布 卡门常数 尾流函数

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含沙量变化对U型渠道垂线流速分布的影响 被引量：3

9

作者 王亚林 张耀哲 《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2011年第9期230-234,共5页

【目的】探索含沙量变化对U型渠道挟沙水流垂线流速分布的影响,进而从理论上完善挟沙水流流速分布规律。【方法】通过U型渠道水槽试验,测定水流中含沙量为1.12～500kg/m3时,最大流速所在位置的变化,同时引入卡门常数κ,来反映含沙量对... 【目的】探索含沙量变化对U型渠道挟沙水流垂线流速分布的影响,进而从理论上完善挟沙水流流速分布规律。【方法】通过U型渠道水槽试验,测定水流中含沙量为1.12～500kg/m3时,最大流速所在位置的变化,同时引入卡门常数κ,来反映含沙量对垂线流速分布的影响。【结果】当水流含沙量s<300kg/m3时,随着含沙量的增加,最大流速点的位置逐渐下降,在主流区、底流区和表面区,挟沙水流均遵循对数流速分布规律,但κ的变化规律不同;当含沙量s≥300kg/m3时,水流的流型发生了变化,表面区、主流区水流不再遵循对数流速分布规律,底流区虽仍遵循对数流速分布规律,但κ的变化规律与s<300kg/m3时不同,κ的变化趋势总体随着含沙量的增大而减小。【结论】U型渠道挟沙水流遵循对数流速分布规律,κ的变化规律与普通明渠不同,应该分别对待。 展开更多

关键词 U型渠道 含沙量 卡门常数 挟沙水流 流速分布

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基于诊断函数的薄层流对数律研究

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作者 杨坪坪 张玉珊 +2 位作者 李瑞 张会兰 王云琦 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期167-175,共9页

薄层流是一种特殊形态的明渠流,其特点是水深浅薄。为探讨薄层流流速分布是否满足对数律,该研究利用高分辨率粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术,分析8组薄层流(水深0.49~1.1 cm,雷诺数835~2877)及1组深水明渠紊流(对照... 薄层流是一种特殊形态的明渠流,其特点是水深浅薄。为探讨薄层流流速分布是否满足对数律,该研究利用高分辨率粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术,分析8组薄层流(水深0.49~1.1 cm,雷诺数835~2877)及1组深水明渠紊流(对照)床面至水面的流速分布、紊动强度及雷诺应力。并基于诊断函数,研究薄层流流速是否满足对数律、对数区的范围及卡门常数变化规律。结果表明,薄层流的无量纲流速从过渡区开始偏离深水明渠水流中的理论曲线;薄层流的流向紊动强度大于深水明渠紊流,但垂向紊动强度小于深水明渠紊流,随着水深的增加,两者的紊动强度逐渐重合;雷诺应力的特征表明,随着水深的增加,受黏性力影响的范围越来越小。薄层流诊断函数曲线的特征说明薄层流中不存在严格意义的对数区,但当水深极浅时(水深≤0.53 cm),流速基本满足对数律,且卡门常数在0.2~0.3范围内。当水深和雷诺数增加,薄层流诊断函数曲线出现波动而不再近似水平。为方便实际计算,若允许诊断函数有一定的倾斜,对数区在极大值与极小值之间的范围,薄层流的卡门常数随着雷诺数的增加而增加。此外,薄层流对数区的范围并非稳定,随着雷诺数的增加,对数区影响的范围变大。该研究可为薄层流的理论研究和流速计算提供参考。 展开更多

关键词 流速 粒子图像测速 渠道 薄层流 卡门常数 诊断函数 对数律

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基于分段二次流变模型的泥石流流速垂向分布

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作者 杜翠 李戎 梁斌 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第6期93-99,M0008,共8页

泥石流流速垂向分布是泥石流动力学的核心研究内容之一,它关系到泥石流堆积、运移、冲击力、运动摩阻等重要工程设计参数的计算。本文对二次流变模型进行分段处理,建立泥石流流速垂向分布理论计算公式,用17组试验数据对模型进行验证。... 泥石流流速垂向分布是泥石流动力学的核心研究内容之一,它关系到泥石流堆积、运移、冲击力、运动摩阻等重要工程设计参数的计算。本文对二次流变模型进行分段处理,建立泥石流流速垂向分布理论计算公式,用17组试验数据对模型进行验证。结果表明:分段流变模型能较好地拟合试验数据;基于试验数据,建立了卡门常数与含沙量之间的关系,给出了流速为0的位置与中值粒径和含沙量的关系。 展开更多

关键词 泥石流 分段流变模型 流速垂向分布 卡门常数

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