明渠沙紋演化及其湍流動力特性實驗研究.pdf

1、沙紋是明渠床面形態(tài)存在的最小尺度，也是緩流中推移質運動的集體表現(xiàn)形式，在河流阻力與輸沙過程中扮演著重要角色；作為明渠湍流在可塑性床面上長時間作用留下的烙印，穩(wěn)定的沙紋形態(tài)蘊含著局部復雜但宏觀上又極其規(guī)則的水沙關系，而沙紋的形成與發(fā)展則是河流系統(tǒng)中水流和床面相互協(xié)調與平衡的結果。 本文在實驗室水槽中，利用聲學多普勒流速儀(ADV)和染色液流動顯示裝置，較為系統(tǒng)地測量了明渠水流在不同床面和不同擾動作用下的流動結構與流動特性。根據(jù)高頻

2、率湍流信號采樣數(shù)據(jù)，從概率統(tǒng)計的角度對明渠湍流統(tǒng)計特征量進行了計算、比較與分析，包括脈動強度、雷諾應力、湍流動能、流速概率密度、頻譜密度、偏斜因子和平坦因子等；另外利用相關分析和子波分析方法，計算并分析了湍流流速的自相關系數(shù)、積分尺度和多尺度分解的子波系數(shù)，對湍流擬序結構進行了探討。 作為研究的重點，文中對沙紋床面附近的湍流結構進行細致分析，研究了迎水面上的湍流猝發(fā)等擬序現(xiàn)象，并利用定點攝影和地形測量對沙紋輸沙及演化規(guī)律進行研究