基于溃坝实验的涌波沿斜坡爬高过程的水动力特性研究

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:btly540205390
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
涌波按照波面形态可分为非破碎涌波和破碎涌波。非破碎涌波(undular bore)由一系列相邻的短波组成,波面光滑且无因破碎而产生的白色浪花;破碎涌波(breaking bore)的波前水体翻滚有白色浪花且做剧烈、无规则紊动,波后区域的水位接近水平。涌波在近岸传播的水动力过程与涌潮和海啸相似,因此探究这两种涌波现象的动力机理,对进一步理解涌潮和海啸,进而减少其对沿海地区的破坏有重要意义。本文利用水平溃坝水槽和坡度为1:7.5的斜坡开展物理实验,通过设置不同上下游水位形成具有不同推进速度的破碎涌波和非破碎涌波,并特别设置了下游无水的干床情况进行比较分析。本研究利用波高仪、电磁流速仪、高速相机对包括波高、波形、推进速度、上爬历时、最大爬坡高度、波前的瞬时爬坡速度和位置在内的涌波水动力参数以及爬坡特性进行了探究。研究表明非破碎涌波具有孤立波的水动力特性和爬坡特征。湿床情况下破碎涌波的推进速度符合既有理论推算,且证实了其从坡脚到最大爬坡高度处动能和重力势能的相互转换满足能量守恒。相同初始水头条件下,湿床情况下入射破碎涌波在岸线处的波前水深明显大于干床情况下入射破碎涌波在坡脚处的波前水深。对比湿床和干床情况下的破碎涌波爬坡实验,两者的最大爬坡高度和初始水头差间都呈线性关系且斜率相同。湿床情况下观察到爬坡过程中有两个连续的破碎涌波,而干床情况下由于显著的摩阻效应则观察到爬坡过程中有三个连续的破碎涌波。在相同初始水头条件下,对比不同下游水深的湿床条件结果,干床下的最大爬坡高度小但上爬历时长。在沿斜坡上爬过程中,湿床情况下破碎涌波的波前速度变化呈两个阶段:初始的加速阶段和随后的减速阶段。加速阶段的产生是由于下游湿床情况下,初始入射破碎涌波水深梯度大,导致静压梯度向岸造成的;减速阶段是因为爬坡后期海向的重力和底部摩擦力起主要作用。由于入射波前水深较小,干床情况下的破碎涌波上爬过程不存在加速阶段。
其他文献
近年来,随着工业的快速发展和人口的不断增长,环境污染和能源短缺已经成为现代社会亟待解决的严重问题。半导体光催化技术可以直接利用太阳能在室温下驱动化学反应用于环境净化、生产清洁能源、N_2固定、有机合成等,为解决环境污染和能源短缺问题提供了一条极具潜力的可持续发展策略。铋系半导体材料具有独特的电子结构、合适的带隙和良好的稳定性等优点,在光催化领域受到了广泛关注。但是单一半导体光催化材料存在光吸收范围
40Cr钢具有优良的综合力学性能,在制造领域应用广泛,其常用的熔焊方法很难避熔合区和热影响区,进而大大缩短焊接构件的使用寿命。扩散焊可以使待焊件在固态下焊接,所需温度低
中国资本市场的正式成立二十五年来,证券市场交易仍然以中小散户为主,个人投资者在投资证券市场的时候,缺乏财务分析的专业知识及搜集非公开信息的渠道,处于资讯不对称的弱势
肌电信号是一种肌肉运动过程中伴随的电信号,其包含肌肉功能状态有关的信息,对人体生物信号的研究是一种重要的研究领域。随着对人体生理机制和信号处理的研究不断深入,对肌
风积沙在我国分布区域较广,且这些区域优质的路基填料相对匮乏,使用风积沙作为路基填料是必然的选择。然而针对风积沙这一特殊的路基填料在规范中仍然没有明确,使得在风积沙填筑路基时遇到各种问题,包括最大干密度的确定方法、压实工艺、压实质量检测方法以及路基边坡的稳定性等问题,鉴于此,本文依托实际工程,对上述问题进行了系统研究,主要研究内容如下:(1)在当地水资源不足的条件下,结合风积沙的击实特性以及试验段的
枝晶是材料凝固过程中最典型的结晶形态。在凝固过程中,熔体的流动会影响枝晶的生长速率。微重力是研究对流影响枝晶生长速率的理想环境,但是其成本高,周期长。静磁场可以有
涡扇发动机是具有强非线性的气动热力学系统,对涡扇发动机的控制研究离不开系统的模型,适用的发动机模型对于控制算法的设计和实际的工程实践都具有重要意义。在不同的工作环
在发展中国家,由于工业和基础设施的快速发展,电力需求以很高的速度持续增长。为了满足这种功率需求,由于其操作和结构的复杂性不断提高,电气工程师面临着在现有传输系统上传输大量电力的挑战。传输线要在有负载的条件下运行,并且在发生重大故障后,存在功率流控制和电力系统暂态稳定的风险。传输线上的功率传输将受到限制。柔性交流输电系统(FACTS)技术在电力系统在此过程中发挥重要作用,与建造新的输电线路或发电设施
近年来,我国东部矿区建筑物下压煤问题、开采沉陷破坏建筑物问题日益受到重视。矸石充填开采可以有效解决上述问题,但急倾斜煤层在开采及充填时,顶板沿倾斜方向支撑条件不同,
近年来,为保障行人过街交通安全,我国多个城市实行“车让人”交通管理措施,即鼓励机动车对过街行人主动停车让行,该措施一定程度上保障了行人过街的安全,但同时也改变了机动车面对过街行人(尤其在城市路段无信号控制人行横道处)的决策行为,这对城市路段甚至是路网的交通运行造成了影响。为了研究行人过街的优先状态对于没有信号灯控制人行横道处的机动车车流的影响,将研究指标定义为机动车延误,进而构建出相应的延误模型。