近底非均匀沙运动的理论与实验研究

本项目采用随机过程结合力学的理论途径和水槽试验手段，研究了处于学科前沿的近两年底非均匀沙问题。提出基于连续时间马尔科夫过程的近底非均匀沙任意粒有颗粒在三种运动状态之间相互转移的随机力学模式。据此导出非均匀沙的分级推移质公式具有物理概念清楚、数学推导严密并与均匀沙公式兼容等优点。考虑作用力及作用力臂的随机特性，并结合染色砂水槽试验，建立了分级起动概率公式。根据冲刷粗化试验和理论分析，揭示了粗化过程中推移质输沙率随时间呈现指数衰减的变化规律，并建立了以非均匀沙分级起动概论为核心可同时预报粗化层级配和冲刷深度的多步随机模式。此处还研究了非均匀沙床面平衡浓度和颗粒运动的动力学模型等。不少成果具有创新性。