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题名沙波迎流面流速及切应力垂线分布研究
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作者
丰青
肖千璐
张晓华
郑艳爽
李彬
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机构
黄河水利委员会黄河水利科学研究院
水利部黄河下游河道与河口治理重点实验室
黄河流域生态保护和高质量发展研究中心
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出处
《工程科学与技术》
北大核心
2025年第2期93-103,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(52009047,51909100)
水利部重大科技项目(SKS-20222061)
中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(HKY-JBYW-2023-24)。
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文摘
沙波床面水流运动特性与平坦床面具有显著差异,现有沙波迎流面流速分布公式大多以水平流速作为研究对象,对沙波流速垂线分量空间分布变化对水平分量垂线分布的影响关注较少,未能完整描述沙波迎流面流速和切应力分布特征。基于经典沙波地形水槽实验观测数据,对沙波迎流面流速水平分量和垂线分量沿程分布进行统计分析;在此基础上提出流速偏移角的概念,用以描述沙波迎流角对流速水平分量和垂线分量分配的影响,研究了流速偏移角在沙波迎流面上的沿程分布规律;在沙波迎流面上建立子坐标系统,运用坐标旋转的方式建立了床面上方水体中标准坐标系统与近底子坐标系统转换关系,构建了沙波迎流面处流速矢量与水体主流流速矢量的数学关系,推导了考虑流速水平分量和流速垂线分量沿程调整规律的沙波迎流面流速和切应力垂向分布公式。结果表明:随着相对水深减小,流速偏移角向负值不断增大,在0.1倍相对水深处达到负最大值,而后开始减小,在临近迎流面处恢复为正值。流速偏移角自沙波迎流面近底处与水深呈指数函数关系,至水体上部时流速方向基本与主流方向一致。建立的沙波迎流面流速垂线分布公式计算值与实测数据基本一致,反映了沙波地形对其迎流面水流流速垂向分布和紊动扩散通量垂线分布空间变化的影响,进一步揭示了沙波床面水流运动特征和空间变化规律。
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关键词
沙波
流速垂线分布
流速偏移角
迎流面
紊动切应力
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Keywords
dunes
velocity profile
velocity deviation angle
stoss side
turbulent shear stress
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分类号
TV122
[水利工程—水文学及水资源]
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题名含有非均匀泥沙水流中的紊动切应力
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作者
吴,H
林荣军
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出处
《山东水利科技》
1991年第3期64-64,F003,43,共3页
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关键词
非均匀
泥沙
紊动切应力
水流
级配
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分类号
TV141.1
[水利工程—水力学及河流动力学]
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题名环翼式防冲板对圆端形桥墩局部冲刷试验及水力特性
被引量：6
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作者
牟献友
王丹
冀鸿兰
李春江
乔春林
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机构
内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院
黄河水利委员会黄河水利科学研究院
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出处
《南水北调与水利科技》
CSCD
北大核心
2017年第5期146-155,共10页
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基金
国家自然科学基金(51369022)
内蒙古自然科学基金(2013MS0719)~~
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文摘
由于传统桥墩冲刷防护措施的局限性,引入新型防冲装置-环翼式防冲板,对圆端形桥墩冲刷进行防护,通过减小下降水流改变桥墩周围水流结构,主动降低了下降水流对桥墩的冲刷。为探究环翼式防冲板对圆端形桥墩局部冲刷的防护作用,采用3种比例圆端形桥墩、3种环翼式防冲板安装位置进行物理模型试验,对圆端形桥墩周围的冲坑特征、垂向流速、垂向紊动强度、紊动切应力等水力要素进行研究。结果表明:安装环翼式防冲板后,3种圆端形桥墩冲刷程度均减小,中圆端形桥墩冲刷减小幅度最大,冲坑体积减小率为30.0%;中圆端形桥墩安装环翼式防冲板后,墩前垂向流速减小为0.039m/s、垂向紊动强度减小为0.025m/s;防冲板上垂面紊动切应力增大,板下垂面紊动切应力减小。试验结果表明环翼式防冲板能够减小桥墩的局部冲刷,具有很高的实用价值。
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关键词
圆端形桥墩
环翼式防冲板
冲坑特征
垂向时均流速
垂向紊动强度
紊动切应力
垂向紊动强度等值云图
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Keywords
round-ended piers
ring-wing plate
characteristics of scour pit
vertical time-averaged flow velocity
vertical turbulence intensity
turbulence shear stress
vertical turbulence intensity contour map
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分类号
TV131.6
[水利工程—水力学及河流动力学]
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题名滨海水闸闸下冲刷特征及机理研究
被引量：4
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作者
韩晓维
王斌
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机构
浙江省水利河口研究院
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出处
《人民长江》
北大核心
2018年第7期91-95,共5页
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基金
2015年浙江省科技计划项目"滨海水闸新型消能防冲技术研究及应用"(2015F50012)
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文摘
滨海水闸冲刷条件较差,不仅存在常规水闸低Fr数消能难的特点,还存在闸下基础稳定性及抗冲能力较差,闸下水位随潮涨潮落变动等特点,且其下游水域开阔,冲刷特性较常规水闸更为复杂。根据多年来模型试验成果,针对滨海水闸冲刷特征,从水流流态、扩散角及紊动切应力等多方面系统分析了闸下冲刷机理。研究表明:滨海水闸出闸水流平面上存在主流和副流两部分,在冲刷特征上可分为主流冲刷及副流冲刷,其中副流冲刷是引起滨海水闸冲刷破坏的主要因素。主流冲刷可分为缓流冲刷与急流冲刷,符合二元冲刷基本特征。副流冲刷则以回流淘刷为主,冲刷形态受水流扩散角、回流及回流挤压、紊动切应力三方面影响。相关研究成果可为制定闸下防冲对策提供理论依据。
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关键词
闸下冲刷
扩散角
紊动切应力
滨海水闸
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Keywords
downstream scouring of sluice gate
diffusion angle
turbulence shear stress
tidal sluice
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分类号
TV66
[水利工程—水利水电工程]
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