挖入式港池三維水流特性及對泥沙淤積的影響研究.pdf

1、挖入式港池是港口平面布置中一種常用布置形式,由于在挖入式港池為典型的盲腸河段,港池內(nèi)普遍存在回流運動,從主流擴散的泥沙進入港池,在港池口門附近以及港池內(nèi)淤積,對港池正常運營造成影響。目前對挖入式港池淤積問題的研究主要從水流運動特性間接分析泥沙淤積機理,由于挖入式港池內(nèi)水體為水、沙混合相流體,因此只有采用渾水模型才能真實的反應(yīng)港池內(nèi)水流運動特性,同時亦能從泥沙淤積的角度認(rèn)識港池淤積機理。
　　 本文通過采用渾水物理模型研究了港池的

2、三維水流特性,并進一步研究邊界條件對泥沙淤積的影響機理,在此基礎(chǔ)上建立了水沙兩相流模型,采用紊動能和水沙混合相密度對港池泥沙淤積分布規(guī)律進行研究,得到以下主要結(jié)論:
　　 1)挖入式港池的水流運動呈典型的三維特性,從紊動強度上看,摻混區(qū)的水體紊動強度最大,沿港池軸線向港池內(nèi)部沿程遞減,并在港池后壁附近趨于零。摻混區(qū)范圍隨水流方向逐步增大;回流區(qū)中紊動強度較大區(qū)域為主生與次生回流的摩擦流帶:主生回流中心的紊動強度較小,周界紊動強度

3、較大,在水深方向,紊動強度沿深度降低。
　　 2)影響港池三維水流運動特性的主要因素是口門寬度、港池軸線與主流夾角、主流流速,以上因素均是通過改變口門摻混區(qū)的紊動強度,進而改變摻混區(qū)至回流區(qū)的紊動能梯度,最終改變了港池的水流運動特性。港池口門寬度越大,港池回流范圍越大,紊動強度較大的區(qū)域也越大;港池軸線與主流夾角越大,回流范圍越大,從摻混區(qū)至回流區(qū)的紊動能梯度越大;主流的流速越大,摻混區(qū)的紊動能越大。
　　 3)港池內(nèi)外