粉砂質(zhì)泥沙運動特性的實驗研究與數(shù)值模擬.pdf

1、河口海岸是大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈之間進行物質(zhì)、能量、信息交換最為頻繁和集中的區(qū)域,也是受人類活動影響突出的地區(qū)。泥沙運動通常在這些相互作用的過程中起著紐帶作用。
　　 我國將泥沙分為沙,粉沙和粘土三大類。粉沙的運動特點是遇到動力容易散亂、懸浮,動力減弱時易沉降,密實較快。我國漫長海岸線上散布著不少粉沙質(zhì)海岸。粉沙質(zhì)海岸明顯區(qū)別于淤泥質(zhì)海岸和沙質(zhì)海岸上的泥沙運動特性及規(guī)律。研究粉沙質(zhì)泥沙運動對于發(fā)展我國沿海經(jīng)濟、加速港航建設(shè)

2、、提高海岸泥沙研究的科學(xué)水平有重要意義。
　　 本文首先采用混合沉降法進行粉砂質(zhì)泥沙靜水沉降實驗,通過觀察記錄1000ml小量筒中渾液面隨時間的下降高度,并用濁度儀測量渾液面上部液體的含沙量隨時間的變化,用相機拍攝渾液面的下降過程,繪出沉降曲線,計算沉降曲線的等速段的斜率,得到了泥沙靜水沉降的沉降速度,且得出隨著泥沙濃度的增大,沉速則逐漸減小。
　　 然后在可變坡波流實驗水槽中進行粉砂質(zhì)泥沙在水流,波浪和波流聯(lián)合作用下的

3、起動實驗,研究粉沙質(zhì)泥沙的沉降規(guī)律和起動規(guī)律,得到起動流速和起動臨界切應(yīng)力。
　　 最后利用Flow3D進行泥沙靜水沉降和泥沙起動的數(shù)值模擬。在進行泥沙靜水沉降的數(shù)值模擬時,通過運用Flow3D中的泥沙沖刷模塊,在數(shù)值沉降筒中設(shè)置懸沙的方法得到了較好的模擬,與實驗結(jié)果相似。泥沙起動的數(shù)值模擬中同樣運用Flow3D中的泥沙沖刷模塊和紊動模型,建立數(shù)值水槽,流速傳感器和波高傳感器,當(dāng)細沙起動模擬完成后,不改變其中的網(wǎng)格參數(shù),按相同方