基于泥沙异重流稳定性与衰减过程的床面淤积特性研究 被引量：2

1

作者 温志超 石林平 +1 位作者 黄哲 白玉川 《泥沙研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期33-40,32,共9页

泥沙异重流在稳定分层和不断衰减的过程中,伴随着床面淤积特征的变化。通过水槽试验观测异重流“稳定-衰减”过程,结合异重分层流运动理论模型,探究该过程对床面淤积特征的影响。研究结果表明,增加异重流层密度或厚度,形成稳定分层形态... 泥沙异重流在稳定分层和不断衰减的过程中,伴随着床面淤积特征的变化。通过水槽试验观测异重流“稳定-衰减”过程,结合异重分层流运动理论模型,探究该过程对床面淤积特征的影响。研究结果表明,增加异重流层密度或厚度,形成稳定分层形态的时间明显缩短,同时延长了分层形态的维持时间;计算得到的临界雷诺数与扰动波数虚部相应增加,分层形态稳定性得以增强。异重流的稳定行进对于减小床面淤积具有重要作用,试验中临界雷诺数增加568~820,平均淤积厚度降低了42%~46%。因此,提高异重流稳定性并延缓衰减速率,有助于提高输沙率,可以达到减淤的目的。 展开更多

关键词 泥沙异重流 分层流稳定性 扰动增长率 衰减过程 淤积

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沿岸输沙计算研究综述 被引量：9

2

作者 白玉川 冀自青 杨艳静 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2012年第5期70-80,共11页

沿岸流输沙是波浪和波生沿岸流共同作用引起的沿岸纵向泥沙运动,是海岸带重要的泥沙搬运方式。自20世纪50年代以来,国内外许多学者对这一课题进行了研究,产生了很多理论公式,本文简要分析了各家的理论思想,根据不同的研究思想将诸多公... 沿岸流输沙是波浪和波生沿岸流共同作用引起的沿岸纵向泥沙运动,是海岸带重要的泥沙搬运方式。自20世纪50年代以来,国内外许多学者对这一课题进行了研究,产生了很多理论公式,本文简要分析了各家的理论思想,根据不同的研究思想将诸多公式分类,简单论述了这些公式的优劣和实用性,并提出了一些沿岸流输沙研究中存在的问题。在文章的最后,介绍了理想沙质海滩稳定曲线的研究进展,并对其中存在的问题做了简单阐述。 展开更多

关键词 沿岸流 输沙 理论模式

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渗流作用下的泥沙运动研究综述 被引量：4

3

作者 黄哲 白玉川 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2017年第6期73-80,共8页

对渗流输沙的形式、泥沙起动的临界条件和泥沙输移模型三个问题进行了总结。目前的研究成果众多,有基于经验数据的总结、有关于理论方法的推导,但总体来说各种成果的适用性都有局限。各种成果的差异的原因需要深入研究,从而找出更精确... 对渗流输沙的形式、泥沙起动的临界条件和泥沙输移模型三个问题进行了总结。目前的研究成果众多,有基于经验数据的总结、有关于理论方法的推导,但总体来说各种成果的适用性都有局限。各种成果的差异的原因需要深入研究,从而找出更精确的理论方法。对于二维渗流以及非饱和渗流作用下的泥沙运动问题需要在以后的研究中得到加强。 展开更多

关键词 渗流 泥沙 输沙形式 起动 输移

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规则波导斯托克斯漂移对污染物输移的影响 被引量：3

4

作者 任春平 白玉川 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期605-613,共9页

为研究斯托克斯漂移对近岸污染物输移的影响,首先建立波导流和考虑斯托克斯漂移的对流扩散数值模型,通过数模结果与实验结果的比较,研究平直斜坡地形下规则波入射时斯托克斯漂移对污染物输移的影响,波导流模型中波浪场基于波能守恒方程... 为研究斯托克斯漂移对近岸污染物输移的影响,首先建立波导流和考虑斯托克斯漂移的对流扩散数值模型,通过数模结果与实验结果的比较,研究平直斜坡地形下规则波入射时斯托克斯漂移对污染物输移的影响,波导流模型中波浪场基于波能守恒方程来模拟,波导流场基于Longuet-Higgins提出的辐射应力来模拟,污染物对流扩散模型考虑了斯托克斯漂移的影响。其次,利用一个算例来验证对流扩散模型,结果表明数值模型计算结果与解析解吻合良好。最后,利用该模型模拟了两个实验工况下污染物的输移,数值模拟结果与实验结果吻合良好,表明斯托克斯漂移对近岸污染物向岸线方向的输移有比较明显的影响。 展开更多

关键词 规则波 平直斜坡 波浪 斯托克斯漂移 污染物输移

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基于局部冲刷的海底管道周围流动结构分析 被引量：1

5

作者 曹永港 白玉川 +2 位作者 蒋昌波 王俊勤 夏华永 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第1期8-17,共10页

基于N-S方程和泥沙输运方程,采用k-ε模型和SGS涡黏性模型为紊流传输模型;利用有限差分法进行求解,模拟的结果同Mao的试验值吻合良好。对不同管径影响的冲淤情况和流动结构做进一步模拟分析,得到了局部冲刷公式。k-ε模型和SGS模型的模... 基于N-S方程和泥沙输运方程,采用k-ε模型和SGS涡黏性模型为紊流传输模型;利用有限差分法进行求解,模拟的结果同Mao的试验值吻合良好。对不同管径影响的冲淤情况和流动结构做进一步模拟分析,得到了局部冲刷公式。k-ε模型和SGS模型的模拟结果表明,k-ε模型对于剪切应力的预测更具优越性。 展开更多

关键词 k-ε模型 SGS模型 海底管道 局部冲刷 流动结构

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考虑水平隐蔽度影响的卵石周围水流结构分析 被引量：1

6

作者 曹永港 白玉川 白翠兰 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2013年第5期1-9,共9页

基于二维数值水槽，在高雷诺数Re=5×10^4～20X10^6条件下，从卵石在床面不同排列方式下单颗粒到多颗粒圆状卵石的位置及受力情况的角度出发，综合考虑水平与竖直两个方向定义的隐蔽度，颗粒起动采用滚动模式，结合水流结构，进一... 基于二维数值水槽，在高雷诺数Re=5×10^4～20X10^6条件下，从卵石在床面不同排列方式下单颗粒到多颗粒圆状卵石的位置及受力情况的角度出发，综合考虑水平与竖直两个方向定义的隐蔽度，颗粒起动采用滚动模式，结合水流结构，进一步探讨其起动规律，亦对沙卵石河床冲刷和粗化的研究提供基础。通过比较9种情况下阻力与升力的数值结果分析表明，水平隐蔽度对水动力因素亦有较大影响，阻力系数随着相对水平隐蔽度的增大先减小后增大，经综合考虑其更符合真实情况，最后对附近作用区域涡量分布的影响进行了讨论。 展开更多

关键词 卵石 隐蔽度 升阻力系数 涡量 数值模拟

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沙坝地形上沿岸流不稳定运动模式变化特性

7

作者 任春平 白玉川 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期403-411,共9页

为研究沙坝地形上沿岸流不稳定运动特征模式变化特性,建立了考虑底摩擦影响的不稳定模型,并用该模型计算了两种沙坝地形（坡度分别为1∶40和1∶100）上的不稳定特征模式,这些模式内容包括不稳定运动波长、传播速度、不稳定增长率和扰动... 为研究沙坝地形上沿岸流不稳定运动特征模式变化特性,建立了考虑底摩擦影响的不稳定模型,并用该模型计算了两种沙坝地形（坡度分别为1∶40和1∶100）上的不稳定特征模式,这些模式内容包括不稳定运动波长、传播速度、不稳定增长率和扰动速度场。将这些结果与忽略底摩擦计算结果进行了比较,分析了底摩擦对不稳定特征模式的影响。上述研究表明沙坝地形上不稳定运动传播速度约为时均沿岸流最大值的0.71~0.79;1∶40沙坝地形上产生不稳定运动所用的时间比1∶100地形上更短;底部摩擦可以很大程度上抑制沿岸流不稳定运动的产生;一般观测到的（准）韵律形、新月形沙坝都在后剪切区（紧邻时均沿岸流最大值向海方向区域）产生;不稳定运动在沙坝处运动最强,并且坡度越缓,不稳定运动沿岸方向波长越长。 展开更多

关键词 沙坝 沿岸流 不稳定运动 双峰速度剖面 不稳定模式

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基于原子力显微镜的胶体颗粒相互作用力测量研究 被引量：7

8

作者 金子嵩 宋云鹏 +1 位作者 张金凤 吴森 《电子显微学报》 CAS CSCD 2016年第2期132-138,共7页

胶体颗粒絮凝是环境科学领域的研究热点之一,不同环境条件下颗粒间的相互作用力对絮凝起着重要作用。采用聚苯乙烯胶体颗粒作为研究对象,设计实验方案,用原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)测量不同电解质溶液中颗粒间相互作用... 胶体颗粒絮凝是环境科学领域的研究热点之一,不同环境条件下颗粒间的相互作用力对絮凝起着重要作用。采用聚苯乙烯胶体颗粒作为研究对象,设计实验方案,用原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)测量不同电解质溶液中颗粒间相互作用力。在一定范围内,实验值和扩展的胶体稳定性(XDLVO)理论值吻合。液相环境中测量聚苯乙烯胶体颗粒间相互作用力的技术为测量具有复杂形状的胶体颗粒间相互作用力提供了依据。 展开更多

关键词 原子力显微镜 聚苯乙烯颗粒 相互作用力 XDLVO理论

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波浪作用下锚链系泊浮式防波堤动力响应的数值模型研究 被引量：5

9

作者 金哲飞 张金凤 +2 位作者 张庆河 蔡威 季超群 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2021年第1期21-31,共11页

浮式防波堤充分利用波能在水深方向的分布特性,在满足工程消浪要求的同时对海域水沙交换影响较小,且能够快速布置,在某些实际工程有一定应用前景。为了深入了解波浪作用下浮式防波堤的动力响应,基于OpenFOAM标准求解器olaFlow,在刚体运... 浮式防波堤充分利用波能在水深方向的分布特性,在满足工程消浪要求的同时对海域水沙交换影响较小,且能够快速布置,在某些实际工程有一定应用前景。为了深入了解波浪作用下浮式防波堤的动力响应,基于OpenFOAM标准求解器olaFlow,在刚体运动求解计算中植入锚链求解模块MOODY(mooring cable dynamics),实现了基于重叠网格方法的浮体运动与锚链受力耦合求解,建立了锚链系泊浮式防波堤动力响应的二维数值模型。利用该数值模型对锚链系泊单方箱浮式防波堤在波浪作用下的透射系数、运动响应、锚链张力进行了模拟,并和相关试验结果进行了比较。结果表明,模型能够准确模拟二维波浪和浮式防波堤的相互作用,并用于三维模型的改进。 展开更多

关键词 浮式防波堤 OPENFOAM 锚链模块 重叠网格 锚链系泊 透射系数

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两相流模型在南海内孤立波与沙波相互作用中的应用 被引量：1

10

作者 吴浩南 陈同庆 +1 位作者 张庆河 李景远 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期314-324,共11页

为研究内孤立波与沙波的相互作用,本文对基于OpenFOAM的SedWaveFoam求解器进行改进,建立了内孤立波-泥沙运动欧拉两相流模型。在利用试验资料对模型进行验证的基础上,在南海北部典型代表性条件下,模拟分析了500 m水深位置沙波床面上内... 为研究内孤立波与沙波的相互作用,本文对基于OpenFOAM的SedWaveFoam求解器进行改进,建立了内孤立波-泥沙运动欧拉两相流模型。在利用试验资料对模型进行验证的基础上,在南海北部典型代表性条件下,模拟分析了500 m水深位置沙波床面上内孤立波作用下的水动力变化和泥沙运动。结果表明,内孤立波逐渐离开沙波时,海底沙波背流面处出现与内孤立波背景流速反向的流速,在内孤立波导致的流场作用下,沙波床面上的泥沙悬起并运动到床面以上的水体中。振幅100 m的内孤立波可以导致床面以上14 m高的位置处出现约0.07 kg/m3的悬沙浓度。 展开更多

关键词 内孤立波 海底沙波 两相流 数值模拟

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波流作用下破波带内污染物输移扩散试验 被引量：2

11

作者 郁重 任春平 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期569-576,共8页

利用在破波带内连续采集的污染团图像,研究平直斜坡上规则波斜向入射时破波带内污染物的输移扩散特性。在介绍试验情况以及图像处理方法的基础上,获取污染团的形心点和离散程度,通过追踪形心点在水平二维空间的变化,线形拟合得到污染团... 利用在破波带内连续采集的污染团图像,研究平直斜坡上规则波斜向入射时破波带内污染物的输移扩散特性。在介绍试验情况以及图像处理方法的基础上,获取污染团的形心点和离散程度,通过追踪形心点在水平二维空间的变化,线形拟合得到污染团在沿岸和垂直岸线方向的输移速度,并分析沿岸方向输移速度与时均沿岸流速最大值的关系;基于高斯扩散理论拟合得到垂直岸线方向扩散系数。利用该方法获得了5种波况下污染团水平方向输移速度、垂直岸线方向的扩散系数,并对其进行分析。结果表明:沿岸方向的污染物输移速度约为时均沿岸流速最大值的33%,垂直岸线方向输移速度及扩散系数分别在0.008~0.030 m/s和0.16×10^-3~2.6×10^-3 m^2/s范围内。 展开更多

关键词 破波带 规则波 平直斜坡 坐标校正 扩散系数

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不规则波情况下沿岸流不稳定运动传播方向的研究

12

作者 张雅洁 任春平 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期408-415,共8页

本文以沿岸流不稳定运动实验中流速仪采集到的不规则波的流速时间历程为基础,利用相关性分析,得到两个不同位置处对应流速时间历程的最大相关系数和延迟时间,进而分析沿岸流不稳定运动在1∶40和1∶100平直斜坡上的传播方向,并且分析了... 本文以沿岸流不稳定运动实验中流速仪采集到的不规则波的流速时间历程为基础,利用相关性分析,得到两个不同位置处对应流速时间历程的最大相关系数和延迟时间,进而分析沿岸流不稳定运动在1∶40和1∶100平直斜坡上的传播方向,并且分析了其随入射波高、周期的变化。结果表明沿岸流不稳定运动在海岸垂向环流系统的作用下,其传播方向会向海方向偏移,与岸线角度大约在0°到45°之间,且在1∶40和1∶100坡情况下,沿岸流不稳定运动的偏移角分别随入射周期和波高的增加而增加,但1∶100坡的增加幅值较小,大约为1∶40坡情况下的1/2。 展开更多

关键词 沿岸流 不稳定运动 不规则波 相关性分析 传播方向

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