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黄土丘陵区土壤侵蚀链垂直带水沙流空间分布

水科学进展 2004年第1期15卷 24-28页

作者：王文龙雷阿林李占斌唐克丽中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室水利部国家环保局长江流域水资源保护研究所湖北武汉430051

采用多坡段组合模型、人工模拟降雨实验研究了土壤侵蚀链垂直带水沙流空间分布变化特征。结果表明:愈向下坡方向的坡段产流量愈大,单位面积、单位时间的产流量按坡段排列为:谷坡>梁峁坡下部>梁峁坡中部>梁峁坡上部。雨强为29 7mm/h时,... 详细信息

采用多坡段组合模型、人工模拟降雨实验研究了土壤侵蚀链垂直带水沙流空间分布变化特征。结果表明:愈向下坡方向的坡段产流量愈大,单位面积、单位时间的产流量按坡段排列为:谷坡>梁峁坡下部>梁峁坡中部>梁峁坡上部。雨强为29 7mm/h时,坡面上没有沟蚀发育;雨强为60 5mm/h时,细沟主要分布在梁峁坡下部和谷坡处;雨强为90 2mm/h时,各种侵蚀形态在坡面均有较好发育,细沟的出现部位一直伸展到梁峁坡中部和上部之间。由于上坡来水来沙的作用,梁峁坡的产沙量增大了20 2%～63 5%,谷坡的产沙量增大了42 9%～74 5%。

关键词：黄土丘陵区土壤侵蚀链垂直带水沙流空间分布

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水沙流中的泥沙悬浮（Ⅱ）

泥沙研究 2000年第1期25卷 13-19页

作者：倪晋仁梁林北京大学环境科学中心北京 100871

探讨了影响泥沙扩散系数的因素，讨论了传统理论在描述泥沙颗粒垂线分布时的不足，并指出了动理学在悬浮泥沙运动描述中的应用前景。

关键词：水沙流泥沙悬浮动理学

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泵站前池水沙流的数值模拟

排灌机械工程学报 2011年第5期29卷 411-417页

作者：唐学林王武昌王福军黎耀军中国农业大学水利与土木工程学院北京100083

针对泵站前池内的水沙流动,基于格子Boltzmann方法和大涡模拟思想,建立了二维浅水LBM-BGK模型和泥沙数学模型的联合计算模式,进行了水沙流的数值模拟研究.介观LBM-BGK模型采用了LES的亚格子尺度应力SGS模式模拟二维浅水方程,宏观二维平... 详细信息

针对泵站前池内的水沙流动,基于格子Boltzmann方法和大涡模拟思想,建立了二维浅水LBM-BGK模型和泥沙数学模型的联合计算模式,进行了水沙流的数值模拟研究.介观LBM-BGK模型采用了LES的亚格子尺度应力SGS模式模拟二维浅水方程,宏观二维平面泥沙数学模型包括悬沙输运方程、河床变形方程、水流的挟沙力公式等.水流与悬沙之间的求解方法采用非耦合解模式,即先求解出水流运动控制方程,再求解泥沙输运方程,推求前池底部的冲淤变化.最后,成功地模拟了泵站前池水沙流的流速分布、水深变化和旋涡的位置和尺寸,以及泥沙的冲淤变化,流速计算结果与试验结果比较吻合.计算结果表明:此联合计算模式在一定程度上客观地、较好地重演了前池内水流的基本流态以及泥沙的冲淤变化.

关键词：水沙流泵站前池格子Boltzmann方法大涡模拟二维浅水方程泥沙数学模型

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水沙流中离散颗粒流动应力关系

力学学报 2004年第2期36卷 213-217页

作者：夏建新韩鹏中央民族大学生命与环境科学学院北京大学环境工程系

在已有的基于膨胀体模型、动理论模型和连续介质理论得到的关系式基础上,分析了水沙流中颗粒流动的应力关系应由摩擦应力、滑动应力和碰撞应力3部分组成,并将颗粒弹性恢复系数引入,对颗粒碰撞项进行了修正。根据颗粒碰撞时间间隔T_c和... 详细信息

在已有的基于膨胀体模型、动理论模型和连续介质理论得到的关系式基础上,分析了水沙流中颗粒流动的应力关系应由摩擦应力、滑动应力和碰撞应力3部分组成,并将颗粒弹性恢复系数引入,对颗粒碰撞项进行了修正。根据颗粒碰撞时间间隔T_c和颗粒弛豫时间T_e的对比,提出了颗粒流动进入碰撞惯性区的临界值,即当T_c/T_e水沙流中颗粒流动碰撞作用占优,可忽略摩擦应力和滑动应力,并将提出的临界值与实验资料进行了比较。利用修正后的水沙流中颗粒流动应力关系,对缓槽水沙流动进行了模拟计算,获得了与实测资料一致的结果。

关键词：水沙流离散颗粒流动摩擦应力滑动应力碰撞应力弹性恢复系数弛豫时间

水沙流作用下粗糙度对圆柱体结构受力特性及冲蚀的影响

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山东科技大学学报（自然科学版） 2021年第3期40卷 44-49页

作者：乔智威刘壮张宪堂张惠尧李泽熹李丹山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室山东青岛266590 山东科技大学土木工程与建筑学院山东青岛266590 山东高速青岛公路有限公司山东青岛266114 山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266590

基于Fluent软件建立三维模型,采用SST k-ω湍流模型,对含沙量在0.05、0.5和5 kg/m^(3),柱体表面粗糙度在0、0.1%D、0.3%D、0.5%D、0.8%D和1%D时单圆柱绕流的柱体的受力特性及冲蚀进行数值模拟,研究了不同含沙量水流作用下,粗糙度对圆柱... 详细信息

基于Fluent软件建立三维模型,采用SST k-ω湍流模型,对含沙量在0.05、0.5和5 kg/m^(3),柱体表面粗糙度在0、0.1%D、0.3%D、0.5%D、0.8%D和1%D时单圆柱绕流的柱体的受力特性及冲蚀进行数值模拟,研究了不同含沙量水流作用下,粗糙度对圆柱的平均阻力系数、升力系数及冲蚀率的影响。结果表明:在同一含沙量的水流作用下,柱体的升力系数在粗糙度为0.5%D时达到最大值;当柱体表面粗糙度相同时,平均阻力系数受水沙流含沙量的影响较小,升力系数受含沙量的影响较大;在不同含沙量的水沙流作用下,圆柱体结构的壁面冲蚀率在粗糙度为0.3%D时达到最大值。

关键词：水沙流粗糙度圆柱体结构受力特性冲蚀率

黄土区土壤侵蚀链各垂直带水沙流时空分布特征研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2003年第5期18卷 540-546页

作者：王文龙莫翼翔雷阿林李占斌唐克丽中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌职业技术学院陕西杨凌712100 长江流域水资源保护局湖北武汉430051

　本文用多坡段组合模型代表黄土高原典型坡沟系统的各垂直分带,运用人工模拟降雨的实验方法,研究了坡沟系统土壤侵蚀链内各种侵蚀方式在时间和空间上的分布特征,结果表明:产沙过程呈现出多峰特点。雨强29.7mm/h时主要以面蚀为主,产沙起... 详细信息

　本文用多坡段组合模型代表黄土高原典型坡沟系统的各垂直分带,运用人工模拟降雨的实验方法,研究了坡沟系统土壤侵蚀链内各种侵蚀方式在时间和空间上的分布特征,结果表明:产沙过程呈现出多峰特点。雨强29.7mm/h时主要以面蚀为主,产沙起伏3次。雨强60.5mm/h时以面蚀与细沟蚀为主,伴有崩塌、滑塌等重力侵蚀过程。90.2mm/h时细沟发育充分,25°坡段细沟发育较多并出现浅沟现象,35°坡崩塌、滑塌剧烈。位置愈低的坡段产流量愈大,单位面积和时间的产流量按坡段排列为谷坡>梁峁坡下部>梁峁坡中部>梁峁坡上部。由于上坡来水的作用,梁峁坡的产沙量增大了20.2%～63.5%,谷坡的产沙量增大了42.9%～74.5%。有效控制上坡来水量和各坡段的产流量,坡面侵蚀产沙将会大幅度减少。

关键词：土壤侵蚀链垂直带水沙流时空分布特征黄土区多坡段组合模型坡沟系统

清水流与水沙流对桥梁墩柱绕流特性数值模拟研究

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清水流与水沙流对桥梁墩柱绕流特性数值模拟研究

作者：李泽熹山东科技大学

学位级别：硕士

圆柱绕流是钝体绕流形式中最为常见和重要的一种流动形式,广泛存在于工程技术领域。当流体绕流过圆柱后,会在圆柱体的尾流区产生漩涡脱落现象,周期性脱落的漩涡会诱发周期性变化的流体作用力,使圆柱体结构产生相应的动力响应,影响结构... 详细信息

圆柱绕流是钝体绕流形式中最为常见和重要的一种流动形式,广泛存在于工程技术领域。当流体绕流过圆柱后,会在圆柱体的尾流区产生漩涡脱落现象,周期性脱落的漩涡会诱发周期性变化的流体作用力,使圆柱体结构产生相应的动力响应,影响结构的安全性和可靠性。颗粒在圆柱体绕流尾迹中的扩散运动也是工程领域的一种普遍现象,例如挟沙水流绕流过圆柱形桥梁墩柱,其沙粒在桥梁墩柱尾流中的运动就是典型的颗粒在圆柱尾流中的运动。因此,圆柱桥墩绕流及颗粒在圆柱桥墩尾流中的运动特性研究具有重要的工程价值和实际意义。基于FLUENT软件的URANS方法,对雷诺数Re=1×106的无限长单圆柱桥墩、固定于壁面上的有限长单圆柱桥墩及间距比L/D=4的有限长串列双圆柱桥墩绕流进行了清水流工况和水沙流工况下的数值模拟计算,对时均、瞬态流场信息等水动力特性及沙粒在圆柱桥墩尾流区不同位置处的运动特性进行了分析。本文所获得的主要结论:（1）在高雷诺数（Re=1×106）下,有限长单圆柱桥墩绕流的三维特性较无限长单圆柱桥墩绕流更加明显。无限长单圆柱桥墩绕流尾流区呈现出类似于光滑圆柱管的漩涡脱落形态,而有限长单圆柱桥墩绕流则在底部壁面处出现了特有的“马蹄形”漩涡,致使尾流场更为复杂。（2）在高雷诺数（Re=1×106）间距比L/D=4工况下,上游圆柱桥墩对下游圆柱桥墩的流场仍有影响,上下游圆柱桥墩受力特性差异明显。在一个典型周期内,上游及下游圆柱桥墩的漩涡脱落频率相同,表现为漩涡共同脱落的模态。（3）有限长单圆柱桥墩及间距比L/D=4的有限长串列双圆柱桥墩绕流的尾部区域,在近圆柱桥墩尾流区,流场速度变化剧烈,沙粒与流体的跟随性较差,而在远离圆柱桥墩的下游流场,沙粒与流体的跟随性较好,沙粒与流体的速度分布无明显差异。

关键词：清水流水沙流三维数值模拟水动力漩涡脱落颗粒运动

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坡面侵蚀水沙流时间变化特征的模拟实验

山地学报 2003年第5期21卷 610-614页

作者：王文龙莫翼翔雷阿林李占斌唐克丽中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌职业技术学院陕西杨凌712100 水利部国家环保局长江流域水资源保护局湖北武汉430051

多坡段实验模型以黄土丘陵沟壑区垂向上梁峁坡面与沟谷坡面构成的坡沟系统为原型,采用人工降雨模拟实验方法,对坡沟系统土壤侵蚀链内降雨径流产沙随时间变化的规律进行了系统的研究。结果表明:雨强29 7mm/h时36′40″开始产流,60 5mm/h... 详细信息

多坡段实验模型以黄土丘陵沟壑区垂向上梁峁坡面与沟谷坡面构成的坡沟系统为原型,采用人工降雨模拟实验方法,对坡沟系统土壤侵蚀链内降雨径流产沙随时间变化的规律进行了系统的研究。结果表明:雨强29 7mm/h时36′40″开始产流,60 5mm/h时3′43″产流,90 2mm/h时2′30″产流。雨强29 7mm/h时侵蚀过程以面蚀为主,产沙起伏20min出现一次。60 5mm/h时以面蚀与细沟蚀为主,35°陡坡伴有崩塌、滑塌等重力侵蚀,产沙波动平均12min出现一次。雨强90 2mm/h时坡面上细沟发育充分,有细沟合并及出现浅沟侵蚀现象,35°坡崩塌、滑塌剧烈,产沙过程波动频繁,每10min一次。雨强29 7mm/h时单位流量的产沙量为0 10kg/L;雨强60 5mm/h时为0 30kg/L;雨强90 2mm/h时为0 41kg/L。流量的大小影响了侵蚀方式和形态分异的程度,使产沙过程出现强弱相间的波动性特点。

关键词：黄土区坡面侵蚀水沙流时间变化特征

黄土区土壤侵蚀链各垂直带水沙流时空分布特征研究

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人民黄河 2005年第11期27卷 72-72页

作者：王文龙王兆印雷阿林李占斌唐克丽中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室西北农林科技大学清华大学水利系水利部国家环保局长江流域水资源保护局

用多坡段组合模型代表黄土高原典型坡沟系统的各垂直分带，运用人工模拟降雨的实验方法，研究了坡沟系统土壤侵蚀链内各种侵蚀方式在时间和空间上的分布特征，研究结果表明。

关键词：土壤侵蚀链特征研究时空分布水沙流垂直带黄土区人工模拟降雨坡沟系统垂直分带黄土高原