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弯道出流横向流速的衰减长度
  • ISSN号:1001-6791
  • 期刊名称:水科学进展
  • 时间:2014.5
  • 页码:883-893
  • 分类:TV131[水利工程—水力学及河流动力学]
  • 作者机构:[1]清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京100084, [2]南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210029
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51109194;51039004)
  • 相关项目:弯曲河流时空演变数值模拟及自然裁弯机理研究
中文摘要:

为研究弯道出流横向流速的衰减规律,通过量纲分析建立了量纲一衰减长度的经验公式,采用系列数值试验的结果率定了该经验公式,分析了各因素影响程度以及衰减长度分布规律,并与理论公式进行了对比。试验发现雷诺数Re和弗劳德数Fr对衰减长度影响极小;衰减长度,横向上凹岸区最大,中间次之,凸岸区最小;垂向上近底区最大,近水面区次之,最小值位于中间。典型理论公式计算的衰减长度的垂向分布,与试验结果定性一致,但由于忽略横比降的影响,导致其在近底区偏小。结果表明:该经验公式考虑因素较理论公式更为全面;衰减长度在不同区域不同;采用相似模型研究弯道出流的环流衰减长度时,需要保证阻力相似,但一定条件下,可以放弃Fr和Re相似。

英文摘要:

The attenuation process of transverse velocity in the straight outlet section downstream of a bend was investigated. An empirical equation of dimensionless attenuation length (DAL) was established via dimensional analysis. A series results of numerical experiments were adopted to calibrate this equation, as well as to analyze the impact of all factors and the distribution law of DAL. In addition, results were compared with theoretical predictions. The experiments show that Re and Fr have little effect on DAL. Horizontally, the DAL in concave-bank zone is the largest, followed by that in central zone, and the minimum value is in convex-bank zone. Whereas, vertically its value in near-bottom zone is the largest, followed by that in near-surface zone, and the minimum value is in central zone. The vertical distribution of DAL predicted by a typical theoretical equation is qualitatively in accordance with the experimental result. However, disregarding the impact of transverse slope caused its under-prediction near the bottom. Results show that considerations of the empirical equation in this paper are more comprehensive than those of the theoretical equations, and DAL varies horizontally and vertically. When using hydraulic model to investigate the attenuation process of transverse velocity, the similarity law of resistance should be followed, whereas the similarity law of Fr and Re can be neglected at specific conditions.

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期刊信息
  • 《水科学进展》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国水利部
  • 主办单位:水利部交通运输部 南京水利科学研究院 中国水利学会
  • 主编:张建云
  • 地址:南京市广州路225号
  • 邮编:210029
  • 邮箱:skxjz@nhri.cn
  • 电话:025- 85829770
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-6791
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1309/P
  • 邮发代号:28-146
  • 获奖情况:
  • 全国水利系统优秀期刊、全国中文核心期刊(1996),1999年第三次被评为江苏省优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24332