泥沙顆粒運動規(guī)律及非線性分析.pdf

1、河流中泥沙運動的研究是河流問題的核心內(nèi)容,而單個泥沙顆粒的運動分析是研究泥沙群體行為的基礎。因此,對單個泥沙顆粒的研究具有重要的理論研究意義和實際工程意義。
　　本文分析了水流泥沙的兩相流模型,總結了混沌的研究現(xiàn)狀及在水流泥沙顆粒研究方面的應用。通過研究稀疏顆粒相對流體運動時所受到的各種作用力,建立了任意流場中稀疏泥沙顆粒運動方程一般形式。
　　應用非線性動力學方法研究了單顆粒泥沙在紊動水流中周期運動的穩(wěn)定性,推導了定常周期

2、解的穩(wěn)定條件,解釋了泥沙在紊動水流中存在的跳躍現(xiàn)象。結果表明:在較小紊動激勵幅值的作用下,某一粒徑顆粒位移運動幅值可以發(fā)生從小到大的跳躍。在某些條件下,泥沙顆粒粒徑和水流紊動頻率的較小變化同樣可以造成泥沙顆粒運動幅值的突變。
　　用隨機Melnikov均方準則研究了隨機紊動水流中單顆粒泥沙運動的混沌參數(shù)域,用路徑積分法求解了單顆粒泥沙隨機運動的概率密度函數(shù)。研究表明,單顆粒泥沙混沌參數(shù)域的大小與水流激勵參數(shù)密切相關,周期水流激勵的

3、幅值、白噪聲強度越大,泥沙運動的隨機混沌參數(shù)域也越大。
　　考慮近床面水流結構和泥沙顆粒排列方式的雙重影響,采用滾動模式建立了非均勻沙的起動流速公式,通過試驗資料驗證的結果表明,公式的計算值與實驗資料符合較好;從水流動力、粘性泥沙的組成及結構分析了影響粘性細泥沙起動的因素,系統(tǒng)分析總結了粘性細泥沙起動研究現(xiàn)狀,并對今后的研究提出展望。
　　從泥沙顆粒垂向運動的動力學角度分析,得到了影響泥沙濃度垂線分布有關因素的關系式。研究表