急流脈動壓力相似律及其特性研究.pdf

1、急流脈動壓力相似律及其特性急流脈動壓力相似律及其特性研究研究StudyontheSimilarityLawacteristicsofFluctuatingPressuresinSupercriticalFlow學(xué)科專業(yè)：水利工程研究生：劉博靜指導(dǎo)教師：楊敏教授天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二零一三年十二月中文摘要中文摘要目前，高速水流壓力脈動對于水工建筑物的影響是工程界普遍關(guān)心的問題，但是水流脈動的內(nèi)在實質(zhì)尚未從理論上完全搞清楚，數(shù)值計算缺乏理論

2、支撐，而原型觀測受到現(xiàn)場條件限制，故人們更多地是利用水工模型試驗研究水流脈動壓力。急流脈動壓力相似律問題尚未解決，模型中所獲成果就不能“完整”地應(yīng)用到實際工程中，即脈動壓力幅值可按重力相似準(zhǔn)則換算到原型，而頻率就無法換算，給結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析帶來障礙。本文主要以急流脈動壓力為研究對象，利用三個不同模型研究陡槽上急流脈動壓力滿足的相似準(zhǔn)則。在自主設(shè)計陡槽模型上研究急流脈動壓力滿足的相似準(zhǔn)則，找到急流脈動壓力模型和原型轉(zhuǎn)換滿足的規(guī)律。在兩個工

3、程實體縮尺模型上對陡槽上急流和水躍區(qū)水流的脈動壓力進(jìn)行對比研究。本文主要做了以下內(nèi)容：（1）以自主設(shè)計模型為研究對象，進(jìn)行系列模型試驗，計算了K值及其概率分布，比較不同比尺K值的分布情況。計算脈動壓強系數(shù)β，得出脈動壓力幅值滿足的相似準(zhǔn)則。分析不同比尺下脈動壓力概率分布和特征值CS、CE的分布情況。對不同比尺下脈動壓力時空相關(guān)特性進(jìn)行研究。利用傅里葉變換，分析不同比尺水流脈動壓力功率譜，得到水流脈動壓力頻率相似滿足的規(guī)律。（2）以某實際