粉砂質(zhì)泥沙運(yùn)動(dòng)特性的實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(dòng)影響突出的地區(qū)。泥沙運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是遇到動(dòng)力容易散亂、懸浮,動(dòng)力減弱時(shí)易沉降,密實(shí)較快。我國漫長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)特性及規(guī)律。研究粉沙質(zhì)泥沙運(yùn)動(dòng)對(duì)于發(fā)展我國沿海經(jīng)濟(jì)、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(jìn)行粉砂質(zhì)泥沙靜水沉降實(shí)驗(yàn),通過觀察記錄1000ml小量筒中渾液面隨時(shí)間的下降高度,并用濁度儀測(cè)量渾液面上部液體的含沙量隨時(shí)間的變化,用相機(jī)拍攝渾液面的下降過程,繪出沉降曲線,計(jì)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(shí)驗(yàn)水槽中進(jìn)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(dòng)實(shí)驗(yàn),研究粉沙質(zhì)泥沙的沉降規(guī)律和起動(dòng)規(guī)律,得到起動(dòng)流速和起動(dòng)臨界切應(yīng)力。
　　 最后利用Flow3D進(jìn)行泥沙靜水沉降和泥沙起動(dòng)的數(shù)值模擬。在進(jìn)行泥沙靜水沉降的數(shù)值模擬時(shí),通過運(yùn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。泥沙起動(dòng)的數(shù)值模擬中同樣運(yùn)用Flow3D中的泥沙沖刷模塊和紊動(dòng)模型,建立數(shù)值水槽,流速傳感器和波高傳感器,當(dāng)細(xì)沙起動(dòng)模擬完成后,不改變其中的網(wǎng)格參數(shù),按相同方