双向暴露度影响下的非均匀大粒径泥沙起动

作     者：白玉川 王鑫 曹永港 

作者机构：天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 天津大学河流海岸工程泥沙研究所天津300072 国家海洋局南海工程勘察中心广州510300 

出 版 物：《中国科学：技术科学》 (Scientia Sinica(Technologica))

年 卷 期：2013年第43卷第8期

页      面：1010-1019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(批准号:51279124 51021004 50979066)资助项目 

主　　题：推移质 暴露度 滚动起动 力矩平衡 起动流速 

摘      要：泥沙起动是水沙相互作用的结果,受水流结构、泥沙级配和排列方式等随机因素的影响,泥沙起动充满随机性.泥沙颗粒在床面随机排列对起动的影响,常通过颗粒间相互隐蔽系数或暴露度反映.本文在精细模拟大颗粒泥沙间绕流作用的基础上,重点研究了泥沙随机排列所产生的垂向暴露度和纵向暴露度对起动的影响.研究发现:泥沙颗粒所处位置的不同,使其在相邻颗粒间的暴露度不同,则泥沙颗粒所受周围水流绕流作用不同,该泥沙颗粒起动的难易程度就有所不同.针对该问题,本文研究取得了如下进展:1)以力矩平衡作为起动的临界状态,建立反映局部绕流影响的大粒径泥沙(卵石)滚动起动模型;2)推求出了反映绕流及泥沙随机排列影响的双向相对暴露度概率分布函数;3)得到了考虑双向暴露度影响的泥沙起动流速公式.