河口航道双丁坝影响下异重流运动特性

作     者：黄硕 黄文锐 刘曙光 娄厦 沈淇 HUANG Shuo;HUANG Wenrui;LIU Shuguang;LOU Sha;SHEN Qi

作者机构：同济大学土木工程学院上海200092 佛罗里达州立大学工程学院塔拉哈西32310 上海河口海岸科学研究中心上海201201 

出 版 物：《同济大学学报（自然科学版）》 (Journal of Tongji University:Natural Science)

年 卷 期：2023年第51卷第5期

页      面：728-737页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081502[工学-水力学及河流动力学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51961145106) 上海市科技创新行动计划(22ZR1464200,22230712900) 土木工程I类高峰学科建设项目(2022-3-YB-03) 上海市科技计划(21DZ1201002) 

主　　题：异重流 双丁坝 粒子图像测速 流速场 湍流特性 流量 

摘      要：在河口地区,由密度梯度驱动而产生的异重流是影响航道内泥沙输移的重要因素之一。作为航道整治中常见的建筑物,丁坝群可以缓解航道的泥沙淤积问题、提高通航能力。为探究双丁坝对异重流运动特性的影响,运用粒子图像测速系统(PIV)开展了开闸式异重流实验,研究了在不同束窄系数情况下,航道异重流稳定阶段内的流场及湍流特性,并对比分析了异重流在两个丁坝位置特征断面处的单宽流量及总流量。结果表明,双丁坝改变了航道内的流场,异重流在经过束窄断面后会向第二个丁坝后部区域横向扩散,进而使得流速加大、高度降低;异重流在两个丁坝束窄断面的单宽流量近似相同,且与束窄系数无关;异重流在束窄断面的总流量与断面宽度成正比,在实际工程中可以通过适当调整丁坝长度来控制侵入航道的异重流总量。