淹没透水丁坝周围三维水沙运动及致损机理研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51909179
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:26.5万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0903.水力学与河流动力学
- 结题年份:2022
- 批准年份:2019
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2020-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:--
- 关键词:
项目摘要
This project aims to solve the key technical problems in the constructions of the typical river hydraulic structures - spur dikes. With the combined method of flume experiment and numerical simulation, The study of three-dimensional fluid-sediment motion around the submerged permeable spur dike and its damage mechanism under is conducted. The physical models of permeable spur dikes will be built in the form of grid slab and block stone, while the dynamics parameters of flow and sediment around these spur dikes will be measured in detail by using three-dimensional PIV-V3V system. A three-dimensional numerical model which is available to simulate the interaction between flow, sediment and permeable structure is built. After the verification by experimental data, the numerical model is applied to conduct extensive simulations. By analyzing flow field, vortex pattern, turbulence intensity, suspended load concentration, bedload transport rate and bed variation obtained from the flume experiment as well as numerical simulation, the three-dimensional characteristics of flow and sediment motion around the permeable spur dikes as well as their interaction mechanism under steady flow conditions and submergence variation conditions are revealed. The scientific descriptions on the damage mechanism is established accordingly, which can provide theoretical basis and technical support for the design, construction, maintenance and reinforcement of permeable spur dikes in engineering applications.
本项目针对典型河流水工结构物丁坝建设中亟待解决的关键技术问题,采用明渠水槽试验和数值模拟相结合的方法,开展淹没透水丁坝周围三维水沙运动及致损机理的研究。拟以栅格直板和块石堆砌为主要结构物形式建立透水丁坝水槽试验模型,借助PIV-V3V系统建立三维水沙粒子图像量测方法,对丁坝周围的水沙动力学参数进行详细的测量与分析。同时构建描述水流、泥沙与透水丁坝相互作用的三维湍流数值模型,采用水槽模型试验结果验证其有效性并进行扩展数值研究。通过深入分析水槽试验和数值模拟中透水丁坝周围的流速场、涡旋形态、湍动强度、悬移质泥沙浓度、推移质输沙率和底床变形等参数,从微观物理层面上揭示在恒定淹没状态下或淹没条件转化过程中,丁坝周围的三维水沙运动特性及相互作用机理,建立坝体致损机理的科学描述,为真实河流中透水丁坝的设计施工和维护加固提供基础理论依据和技术支撑。
结项摘要
本项目针对河流水工结构物透水丁坝周围三维水沙运动及坝体致损机理的关键工程技术问题,开展了明渠水槽试验和数值仿真模拟的研究。利用三维PIV系统对处于未淹没、刚淹没和完全淹没三种状态下坝体周围的绕流流场和底床冲刷时空变化形态开展了多角度的测量,通过分析最大冲坑深度和空间位置的关系,对坝体损毁规律特性进行了系统的归纳和总结;同时建立起能够准确描述水流、泥沙与透水丁坝相互作用的三维湍流数值模型,在引用水槽试验数据对数值模型进行详细验证的基础上,开展了大量的扩展数值试验工况,对坝体周围的流速场、涡旋形态、湍动强度、悬移质泥沙浓度和底床变形等水沙动力学参数进行详细的分析与研究,揭示了水流强度分布、湍动变化规律和冲坑演化形式等重要的工程参考指标,提炼总结出透水丁坝周围三维水沙运动特性及其相互作用机理;在此基础上,将建立的数值模型应用于长江纳溪航道杨柳碛河段的双丁坝实际工程中,在进一步验证模型的基础上,对真实河流问题中丰枯水期转化下的三维水沙运动特性进行模拟,并与现场观测数据进行对比分析,为实际工程的设计施工和维护加固提供基础理论依据和技术支撑。
项目成果
期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
波浪条件下悬移质泥沙分布特性的数值模拟研究
- DOI:--
- 发表时间:2023
- 期刊:科学技术创新
- 影响因子:--
- 作者:刘涛;韩迅;邓振辰
- 通讯作者:邓振辰
垂直圆柱形点吸式波浪能发电装置数值模拟
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:中国新技术新产品
- 影响因子:--
- 作者:柳鹏程;韩迅
- 通讯作者:韩迅
90度弯管二次流的流动特性
- DOI:--
- 发表时间:2022
- 期刊:安防科技
- 影响因子:--
- 作者:刘贺;韩迅
- 通讯作者:韩迅
Experimental study on flow fields and bubble entrainments by the water droplet impact using 3D PIV tests
使用 3D PIV 测试对水滴撞击造成的流场和气泡夹带进行实验研究
- DOI:10.1080/00221686.2023.2201357
- 发表时间:2023-05
- 期刊:Journal of Hydraulic Research
- 影响因子:2.3
- 作者:Xun Han;Wangru Wei;Pengzhi Lin;Jun Deng;Weilin Xu
- 通讯作者:Weilin Xu
Influence of layout angles on river flow and local scour in grouped spur dikes field
分组丁坝场布置角度对河水流量及局部冲刷的影响
- DOI:--
- 发表时间:2022
- 期刊:Journal of Hydrology
- 影响因子:6.4
- 作者:Xun Han;Pengzhi Lin;Gary Parker
- 通讯作者:Gary Parker
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其他文献
分舱板对海上风电复合筒型基础承载特性的影响研究
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:岩土工程学报
- 影响因子:--
- 作者:蔡正银;王清山;关云飞;韩迅;李文轩
- 通讯作者:李文轩
基于严格滑移线场理论临坡条形基础地基
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:岩土工程学报
- 影响因子:--
- 作者:李承超;关云飞;蔡正银;姜朋明;韩迅
- 通讯作者:韩迅
其他文献
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