本文主要研究内容
作者熊杰（2019）在《水生植被对异重流动力特性影响的实验研究》一文中研究指出：异重流,通常是指流体和环境水体之间由于密度差异而驱动的一种流动形式,广泛存在于自然界和工程实践中。异重流从产生到消失,运行距离较长,运动过程如果遇到水生植被,会对其发展产生重要影响。水生植被常见于湿地及河口环境中,植被存在会改变异重流的运动特性,进而影响湿地及河口生态系统的稳定性、物种的多样性及居民的生活环境,故研究此课题对保护湿地及河口生态环境、改善居民生活具有重要的价值。本文首先采用两台相机从侧视及顶视记录开闸式异重流三维运动形态,通过重复性实验分析异重流头部位置、速度、高度及角度的不确定度,其中不确定度采用变异系数衡量,并研究与异重流三维运动的关联性。由实验顶视图结果可知,异重流头部位置存在横向差异,因此异重流的运动的确存在三维现象。异重流横向扩散不均匀和水槽边壁摩擦阻力的差异是造成异重流存在三维运动现象的根本原因,而不确定度正是因为异重流三维运动的存在,这与实验观测到的异重流头部平面形态由波瓣(lobes)和沟裂(clefs)组成的现象一致。实验表明,在所研究时刻及盐度下头部位置、速度、高度和角度均服从正态分布。当异重流处于加速阶段,头部位置和速度的变异系数随时间迅速递减,而减速阶段则维持在定值附近,并且变异系数均小于6%;头部高度和角度的变异系数在运动过程中始终维持在定值附近。由本实验结果可得,异重流自身三维运动现象所导致的头部位置或速度的不确定度,约等于平均头部位置或速度的5-6%。而后通过高速摄像机拍摄异重流的运动过程,并结合粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,PIV)得到局部流场构,分析刚性植被、草本植被及底床粗糙度对异重流运动特性的影响。结果表明,不同浓度异重流运动过程仍然分为滑塌阶段和自相似阶段,并且植被和粗糙底床可以显著减小异重流滑塌阶段向自相似阶段转换点的大小,但对滑塌阶段的头部速度影响不显著。异重流在流经刚性植被时,存在半椭圆形轮廓和三角形轮廓两类;若流经浸没式植被时,如果植被密度较小,异重流头部速度受植被高度影响不显著;若植被密度较大时,头部速度受植被高度影响显著。当无量纲植被高度(植被高度与水深比值)为0.21而且植被密度为18.0%时,异重流会同时沿着植被上方及植被间运动,由于植被上方的异重流密度较植被内的密度大,因此会产生瑞利-泰勒不稳定性。此外,异重流在植被区域流动的掺混系数随头部位置增大而减小,掺混系数较无植被情况小。在流入浸没式植被后,异重流会以植被顶部为新的“底部边界”,形成负涡度带,但在异重流的上部仍与环境水体发生掺混形成正涡度带;同时也表明植被会减缓异重流运动速度,进而降低正涡度带的强度,并且植被密度与正涡度的抑制程度成正相关。异重流在流经草本植被(长度30 cm,高度3 cm)时,大部分异重流在植被顶部向前运动,流过植被后依然保持典型轮廓,呈现一个先加速、后匀速、然后迅速减速、最后缓慢线性减速的运动过程;流经草本植被(长度80 cm,高度6 cm)时,大部分异重流阻挡于植被后方,仅有少部分异重流流出植被后缓慢向前运动,呈现先加速、后匀速、然后迅速减速,最后缓慢运动的过程。异重流在流经单侧分布植被时,异重流横向掺混速率与头部位置和速度呈负相关,但递减速率逐渐减小。异重流流经浸没式单侧植被时环境水体迹线场散乱,而流经非浸没式单侧植被时迹线场比较规则,均一性强;且异重流断面能量随时间先增大后减小,能量峰值与植被高度呈负相关。异重流在粗糙底床运动时,弗劳德数在滑塌阶段变化不显著,而在自相似阶段呈现递减趋势;掺混系数随头部位置和理查森数增大均呈现递减趋势,而粗糙底床可以加强掺混,增大掺混系数,下界面由于底床无滑移条件和底床流场结构的多方向性形成正、负涡度带交错的现象,并且异重流剖面速度峰值会出现抬升现象。本文的研究结果可为有植被的河口及湿地区域下的生态环境保护及泥沙淤积等领域提供科学参考依据。
Abstract
yi chong liu ,tong chang shi zhi liu ti he huan jing shui ti zhi jian you yu mi du cha yi er qu dong de yi chong liu dong xing shi ,an fan cun zai yu zi ran jie he gong cheng shi jian zhong 。yi chong liu cong chan sheng dao xiao shi ,yun hang ju li jiao chang ,yun dong guo cheng ru guo yu dao shui sheng zhi bei ,hui dui ji fa zhan chan sheng chong yao ying xiang 。shui sheng zhi bei chang jian yu shi de ji he kou huan jing zhong ,zhi bei cun zai hui gai bian yi chong liu de yun dong te xing ,jin er ying xiang shi de ji he kou sheng tai ji tong de wen ding xing 、wu chong de duo yang xing ji ju min de sheng huo huan jing ,gu yan jiu ci ke ti dui bao hu shi de ji he kou sheng tai huan jing 、gai shan ju min sheng huo ju you chong yao de jia zhi 。ben wen shou xian cai yong liang tai xiang ji cong ce shi ji ding shi ji lu kai zha shi yi chong liu san wei yun dong xing tai ,tong guo chong fu xing shi yan fen xi yi chong liu tou bu wei zhi 、su du 、gao du ji jiao du de bu que ding du ,ji zhong bu que ding du cai yong bian yi ji shu heng liang ,bing yan jiu yu yi chong liu san wei yun dong de guan lian xing 。you shi yan ding shi tu jie guo ke zhi ,yi chong liu tou bu wei zhi cun zai heng xiang cha yi ,yin ci yi chong liu de yun dong de que cun zai san wei xian xiang 。yi chong liu heng xiang kuo san bu jun yun he shui cao bian bi ma ca zu li de cha yi shi zao cheng yi chong liu cun zai san wei yun dong xian xiang de gen ben yuan yin ,er bu que ding du zheng shi yin wei yi chong liu san wei yun dong de cun zai ,zhe yu shi yan guan ce dao de yi chong liu tou bu ping mian xing tai you bo ban (lobes)he gou lie (clefs)zu cheng de xian xiang yi zhi 。shi yan biao ming ,zai suo yan jiu shi ke ji yan du xia tou bu wei zhi 、su du 、gao du he jiao du jun fu cong zheng tai fen bu 。dang yi chong liu chu yu jia su jie duan ,tou bu wei zhi he su du de bian yi ji shu sui shi jian xun su di jian ,er jian su jie duan ze wei chi zai ding zhi fu jin ,bing ju bian yi ji shu jun xiao yu 6%;tou bu gao du he jiao du de bian yi ji shu zai yun dong guo cheng zhong shi zhong wei chi zai ding zhi fu jin 。you ben shi yan jie guo ke de ,yi chong liu zi shen san wei yun dong xian xiang suo dao zhi de tou bu wei zhi huo su du de bu que ding du ,yao deng yu ping jun tou bu wei zhi huo su du de 5-6%。er hou tong guo gao su she xiang ji pai she yi chong liu de yun dong guo cheng ,bing jie ge li zi tu xiang ce su ji shu (Particle Image Velocimetry,PIV)de dao ju bu liu chang gou ,fen xi gang xing zhi bei 、cao ben zhi bei ji de chuang cu cao du dui yi chong liu yun dong te xing de ying xiang 。jie guo biao ming ,bu tong nong du yi chong liu yun dong guo cheng reng ran fen wei hua ta jie duan he zi xiang shi jie duan ,bing ju zhi bei he cu cao de chuang ke yi xian zhe jian xiao yi chong liu hua ta jie duan xiang zi xiang shi jie duan zhuai huan dian de da xiao ,dan dui hua ta jie duan de tou bu su du ying xiang bu xian zhe 。yi chong liu zai liu jing gang xing zhi bei shi ,cun zai ban tuo yuan xing lun kuo he san jiao xing lun kuo liang lei ;re liu jing jin mei shi zhi bei shi ,ru guo zhi bei mi du jiao xiao ,yi chong liu tou bu su du shou zhi bei gao du ying xiang bu xian zhe ;re zhi bei mi du jiao da shi ,tou bu su du shou zhi bei gao du ying xiang xian zhe 。dang mo liang gang zhi bei gao du (zhi bei gao du yu shui shen bi zhi )wei 0.21er ju zhi bei mi du wei 18.0%shi ,yi chong liu hui tong shi yan zhao zhi bei shang fang ji zhi bei jian yun dong ,you yu zhi bei shang fang de yi chong liu mi du jiao zhi bei nei de mi du da ,yin ci hui chan sheng rui li -tai le bu wen ding xing 。ci wai ,yi chong liu zai zhi bei ou yu liu dong de can hun ji shu sui tou bu wei zhi zeng da er jian xiao ,can hun ji shu jiao mo zhi bei qing kuang xiao 。zai liu ru jin mei shi zhi bei hou ,yi chong liu hui yi zhi bei ding bu wei xin de “de bu bian jie ”,xing cheng fu guo du dai ,dan zai yi chong liu de shang bu reng yu huan jing shui ti fa sheng can hun xing cheng zheng guo du dai ;tong shi ye biao ming zhi bei hui jian huan yi chong liu yun dong su du ,jin er jiang di zheng guo du dai de jiang du ,bing ju zhi bei mi du yu zheng guo du de yi zhi cheng du cheng zheng xiang guan 。yi chong liu zai liu jing cao ben zhi bei (chang du 30 cm,gao du 3 cm)shi ,da bu fen yi chong liu zai zhi bei ding bu xiang qian yun dong ,liu guo zhi bei hou yi ran bao chi dian xing lun kuo ,cheng xian yi ge xian jia su 、hou yun su 、ran hou xun su jian su 、zui hou huan man xian xing jian su de yun dong guo cheng ;liu jing cao ben zhi bei (chang du 80 cm,gao du 6 cm)shi ,da bu fen yi chong liu zu dang yu zhi bei hou fang ,jin you shao bu fen yi chong liu liu chu zhi bei hou huan man xiang qian yun dong ,cheng xian xian jia su 、hou yun su 、ran hou xun su jian su ,zui hou huan man yun dong de guo cheng 。yi chong liu zai liu jing chan ce fen bu zhi bei shi ,yi chong liu heng xiang can hun su lv yu tou bu wei zhi he su du cheng fu xiang guan ,dan di jian su lv zhu jian jian xiao 。yi chong liu liu jing jin mei shi chan ce zhi bei shi huan jing shui ti ji xian chang san luan ,er liu jing fei jin mei shi chan ce zhi bei shi ji xian chang bi jiao gui ze ,jun yi xing jiang ;ju yi chong liu duan mian neng liang sui shi jian xian zeng da hou jian xiao ,neng liang feng zhi yu zhi bei gao du cheng fu xiang guan 。yi chong liu zai cu cao de chuang yun dong shi ,fu lao de shu zai hua ta jie duan bian hua bu xian zhe ,er zai zi xiang shi jie duan cheng xian di jian qu shi ;can hun ji shu sui tou bu wei zhi he li cha sen shu zeng da jun cheng xian di jian qu shi ,er cu cao de chuang ke yi jia jiang can hun ,zeng da can hun ji shu ,xia jie mian you yu de chuang mo hua yi tiao jian he de chuang liu chang jie gou de duo fang xiang xing xing cheng zheng 、fu guo du dai jiao cuo de xian xiang ,bing ju yi chong liu pou mian su du feng zhi hui chu xian tai sheng xian xiang 。ben wen de yan jiu jie guo ke wei you zhi bei de he kou ji shi de ou yu xia de sheng tai huan jing bao hu ji ni sha yu ji deng ling yu di gong ke xue can kao yi ju 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自浙江大学的熊杰，发表于刊物浙江大学2019-07-08论文，是一篇关于异重流论文,水生植被论文,头部位置论文,粒子图像测速技术论文,水槽实验论文,浙江大学2019-07-08论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自浙江大学2019-07-08论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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