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加速度不对称波浪作用下的底部边界层动力特性
  • ISSN号:1000-1980
  • 期刊名称:《河海大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TV131.2[水利工程—水力学及河流动力学]
  • 作者机构:[1]河海大学港口海岸与近海工程学院,江苏南京210098, [2]交通部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室,天津300456
  • 相关基金:国家自然科学基金(51209082); 教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20120094120006); 交通部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室开放课题(2015TKL0101)
中文摘要:

为了研究加速度不对称波浪对底部边界层的影响,建立加速度不对称波浪作用下的底部边界层数学模型,复演物理模型试验中的流速剖面、紊动强度和床面剪切应力,在此基础上探讨加速度不对称波浪边界层的动力特性。结果表明,波峰半周期内正向加速阶段的加速度比较大,引起较快的边界层发育、较大的流速梯度和较大的紊动能量,产生了正向的周期平均床面剪切应力;这些现象随加速度不对称系数的增大而更加明显;在振荡水槽中,加速度不对称波浪边界层内存在底部反向和顶部正向的时均流动,加速度不对称系数的增大会增强底部反向流速;在开敞水域中,时均流速在整个边界层内都是正向的,底部出现"流速外突"的现象,顶部流速趋于均匀分布,加速度不对称系数的增大会减弱底部正向流速。

英文摘要:

In order to study the effect of acceleration-skewed waves on the bottom boundary layer,a numerical model was developed to reproduce the velocity profiles,turbulent intensity,and bottom shear stress as measured in a physical model experiment. Based on this,the hydrodynamic characteristics of the boundary layer under the acceleration-skewed waves were examined. Numerical results show that greater flow acceleration in the positive accelerating stage within a wave crest half-cycle leads to quicker development of the boundary layer,a larger velocity gradient,and greater turbulent intensity,resulting in positive period-averaged bottom shear stress. These features become more pronounced when the degree of acceleration skewness increases. In the oscillating water tunnel,the time-averaged current velocities are positive and negative in the upper and lower regions of the boundary layer,respectively,and the negative near-bed current velocity increases with the degree of acceleration skewness.In the open sea,the time-averaged current velocity is positive over the whole boundary layer,velocity over-shooting is found in the lower region,the velocity is uniform in the upper region,and the positive near-bed current velocity decreases with the increase of the degree of acceleration skewness.

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期刊信息
  • 《河海大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:河海大学
  • 主编:唐洪武
  • 地址:南京市西康路1号
  • 邮编:210098
  • 邮箱:xb@hhu.edu.cn
  • 电话:025-83786343
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1980
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1117/TV
  • 邮发代号:28-63
  • 获奖情况:
  • 全国优秀高校自然科学学报二等奖,全国水利系统优秀期刊,江苏省优秀期刊,中国期刊方阵“双效期刊”,中国高校精品科技期刊,2012年第四届中国高校优秀科技期刊奖,2013年首届江苏省新闻出版政府奖提名奖,2014年第五届中国高校优秀科技期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,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:17208