波流悬沙输移对多尺度紊动结构的响应机制

基本信息
批准号:51509168
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:李寿千
学科分类:
依托单位:水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:周益人,侯庆志,黄廷杰,刘益
关键词:
波流悬沙输移紊动结构多尺度
结项摘要

Estuaries and coasts in China are always characterized by complex boundary conditions, lots of islands and bed materials of silt. Under co-action of combined waves and currents, silt is easily in incipient and suspension. Moreover, sand ripples formed on the bed, vortex structures developed in the bottom currents, and further enhance sediment suspending, exhibiting a fluid-boundary-sediment interactive system. This system comprises of wave induced fluctuation, ripple induced vortex motion and the real high frequency turbulence, which can be defined as generalized turbulence with multi-scales. Its influence on suspended load transport is still not well known..By theoretical analysis, and flume experiment, this project mainly investigates the characteristics of multi-scale turbulence structure, time averaged velocity profile and time averaged suspended concentration profile under co-action of combined waves and currents, and try to reveal the formation and evolution mechanism of the multi-scale turbulences and distinguish the driving mechanism of multi-scale turbulences to time averaged velocity profile and concentration profile. In addition, formulas for distribution of fluctuation, vortex motion and real turbulence, time averaged velocity, and concentration will be derived. It would provide a theoretical basis for improving the precision of sediment transport prediction with coastal engineering.

我国河口海岸边界地形复杂、岛屿众多,且底床多为细粉沙所覆盖,在波流作用下泥沙易于起动、悬浮和输移,且床面常伴有一定尺度的沙纹,底部水流的涡动力结构又进一步增强了泥沙的悬浮,形成动力、边界及泥沙三个过程相互反馈系统。该系统存在波浪所致全水深范围的低频波动、沙纹所致底部低频涡动及水体运动所致全水深范围高频脉动等多时空尺度的紊动结构(广义),其对悬沙输移的作用机制仍不明晰。.拟采用理论分析与水槽试验结合,开展波流多尺度紊动结构特征、边界层内外时均流速分布特征及悬沙分布特征的研究,揭示多尺度紊动结构的形成和演化机理,辨析不同时空尺度的紊动结构对时均流剖面及含沙量剖面的驱动机制,建立波流共同作用下波动、涡动及脉动分布表达式,边界层内外时均流分布统一表达式,时均含沙量分布及临底含沙量表达式。为提高河口海岸工程泥沙预报精度提供理论基础。

项目摘要

波流共同作用下泥沙输移体现为动力、边界及泥沙三个过程相互反馈系统,多尺度紊动结构作用下泥沙运动机制复杂。构建了多尺度紊动及泥沙输移观测系统,发展了多尺度紊动结构数据处理技术,获得波流多尺度紊动结构及泥沙输移精细数据。阐明了多尺度紊动结构演化及相互作用机制,建立了波动应力、涡量分布、紊动分布的表达式。 揭示了波流时均流速分布对多尺度紊动结构的响应机制,导出了波流边界层内外时均流速分布统一表达式。刻画了多尺度紊动结构挟沙的物理图式,建立波动、涡动、紊动的挟沙能力定量表达式,基于波流悬沙对流扩散方程,导出波流边界层内外统一的悬沙分布表达式。从而对波流泥沙输移多尺度过程进行精细解析,并形成理论模式,丰富和发展了河口海岸动力学,为河口海岸工程泥沙预报提供科学依据。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
3

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

DOI:
发表时间:2018
4

居住环境多维剥夺的地理识别及类型划分——以郑州主城区为例

居住环境多维剥夺的地理识别及类型划分——以郑州主城区为例

DOI:10.11821/dlyj201810008
发表时间:2018
5

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

DOI:10.5846/stxb202009292521
发表时间:2021

李寿千的其他基金

相似国自然基金

1

滩地植被化河道的水流结构和悬沙输移规律研究

批准号:51879199
批准年份:2018
负责人:杨中华
学科分类:E0903
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
2

盐度及悬沙联合层化与水流紊动的相互作用研究

批准号:51679161
批准年份:2016
负责人:张庆河
学科分类:E0903
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
3

珠江伶仃洋河口滩槽异变格局下余流结构及其悬沙输移机制研究

批准号:51909290
批准年份:2019
负责人:任磊
学科分类:E1101
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
4

挟沙水流紊动结构及其新技术的研究

批准号:59179382
批准年份:1991
负责人:唐懋官
学科分类:E0903
资助金额:5.00
项目类别:面上项目