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明渠漂浮植被水流内部能量损失和传递规律研究 被引量：9
1
作者 槐文信 钟娅 杨中华 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期397-403,418,共8页
明渠漂浮植被会对河道过流能力造成不利影响。本文针对明渠漂浮植被均匀流,基于前人的过流断面能量平衡理论,研究明渠漂浮植被水流过水断面上的能量传递规律和能量平衡机理,推导出了断面上能量提供、能量损失和能量传递的表达式和相应... 明渠漂浮植被会对河道过流能力造成不利影响。本文针对明渠漂浮植被均匀流,基于前人的过流断面能量平衡理论,研究明渠漂浮植被水流过水断面上的能量传递规律和能量平衡机理,推导出了断面上能量提供、能量损失和能量传递的表达式和相应能量累积的表达式,基于Plew的实测流速和切应力得到沿水深方向上的能量累积分布。结果表明在任意点和任意平面上,能量提供均等于能量损失与能量传递之和,断面上的能量损失主要集中在漂浮植被区,并且在植被区和非植被区的交界面达到最大。断面内总的能量传递为零,植被区和河床底部产生的能量提供不能弥补其能量损失,需要其他流区的能量不断地向这两个流区传递。在近壁流区,紊动动能累积值与能量传递累积值几乎相等,说明近壁流区内的绝大部分能量转化为紊动动能,非常小的一部分因抵抗近壁流区中的阻力而在该区内转化为热能损耗掉。 展开更多
关键词 漂浮植被 恒定均匀流 能量损失 能量传递 能量平衡
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漂浮植被作用下水流纵向流速的垂向分布及离散特性研究 被引量：1
2
作者 魏煜星 郝瑞霞 +1 位作者 任宸剑 韩丽娟 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第8期18-24,共7页
为探究漂浮植被影响下明渠水流流速及纵向离散系数的沿程变化特性,采用Fluent软件中的k-ε模型进行三维数值模拟并与水槽试验结果进行对比分析,在模型验证合理的基础上,对漂浮植被不同根系下探深度及覆盖率下水流纵向时均流速的垂向分... 为探究漂浮植被影响下明渠水流流速及纵向离散系数的沿程变化特性,采用Fluent软件中的k-ε模型进行三维数值模拟并与水槽试验结果进行对比分析,在模型验证合理的基础上,对漂浮植被不同根系下探深度及覆盖率下水流纵向时均流速的垂向分布特性进行研究,并基于改进的分区模型分析了含漂浮植被明渠的纵向离散系数。结果表明:漂浮植被水流垂向上可分为含植被水流层、无植被水流层与近河床层。纵向流速最大值出现在无植被水流层,其大小与植被下探深度及覆盖率呈正相关。含植被水流层的纵向流速随植被根系下探深度和覆盖率的增加而减小,无植被水流层及近河床层的纵向流速随着下探深度和覆盖率的增大而增大,且植被覆盖率及下探深度越大含植被水流层与无植被水流层的流速差异越大。纵向离散系数沿程表现出先增大后减小的趋势,在植被区中下游离散最为剧烈,且与植被下探深度和覆盖率呈正相关。 展开更多
关键词 漂浮植被 纵向时均流速 纵向离散系数 根系下探深度 植被覆盖率
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含刚性漂浮植被群河道水流特性试验研究 被引量：1
3
作者 周弋玲 景何仿 +1 位作者 王维红 陈秋同 《中国农村水利水电》 北大核心 2023年第8期95-102,共8页
水生漂浮植被常见于天然河流中,降低河流的过流能力,改变了水流结构,使得水流形态更为复杂。为了探究漂浮植被群作用下的水流特性,使用直径为0.01m的圆形玻璃棒模拟刚性漂浮植被,利用高速粒子图像测速仪(PIV)和无线超声波水位测量系统... 水生漂浮植被常见于天然河流中,降低河流的过流能力,改变了水流结构,使得水流形态更为复杂。为了探究漂浮植被群作用下的水流特性,使用直径为0.01m的圆形玻璃棒模拟刚性漂浮植被,利用高速粒子图像测速仪(PIV)和无线超声波水位测量系统分别对流速和水位进行测量,通过水槽试验探究植被根系入水深度、植被布置方式、植被群密度对水流特性的影响。试验结果表明,漂浮植被对水流结构的影响较大。在水槽中布置漂浮植被群后,植被区最大水流流速沿垂向出现在植被群根部与水槽床面中间位置;最大紊流强度出现在植被群根部及床面附近区域,而最小紊动强度出现在植被群根部与水槽床面中间位置;当植被群根系入水深度增大时,植被群上游水面壅高和水面纵比降越大、植被群底部以下水流流速相应增大,但紊动强度变化幅度减小;沿水流方向,植被群同侧布置流速产生“增强效应”,异侧布置流速产生“减弱效应”;最强紊动强度发生在植被区与无植被区交界处;随着植被密度的增加,流速的变化幅度增强,紊动强度变小。植被根部下方自由水流区的流速随植被密度增大而增大,植被根部上方区域流速随植被密度增大而减小,流速沿垂向呈“S”型分布。 展开更多
关键词 漂浮植被 植被群 植被密度 紊流强度
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基于分形理论的漂浮植被水流垂线流速分布研究 被引量：3
4
作者 耿颖颖 张皎 +1 位作者 李占斌 王添 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2022年第4期441-451,共11页
漂浮植被可以为水生生物提供生存空间,同时其覆盖在水面可抑制藻类生长,其根系还可以吸附并降解水中的污染物起到净化水体的作用,因此漂浮植被对天然河道的生态修复具有重大意义。漂浮植被通过改变水流垂线流速分布情况,进而影响水流中... 漂浮植被可以为水生生物提供生存空间,同时其覆盖在水面可抑制藻类生长,其根系还可以吸附并降解水中的污染物起到净化水体的作用,因此漂浮植被对天然河道的生态修复具有重大意义。漂浮植被通过改变水流垂线流速分布情况,进而影响水流中污染物的输移和泥沙的输运等。因此,漂浮植被水流中的垂线流速分布是至关重要且值得研究的。该文将漂浮植被水流流速垂线分布分为河床区和植被区,利用分形理论研究其分形特征。基于分形标度律,得到浮毯型漂浮植被水流中不同形式的垂线流速分布表达式;基于双对数表达式对试验数据拟合,证明了浮毯型漂浮植被水流在植被区和河床区均具有分形现象,而浮叶型漂浮植被水流的垂线流速分布不具有分形现象;利用分形维数对植被区和河床区流速分布进行分析,发现分形维数越大,流速分布越均匀。 展开更多
关键词 漂浮植被 流速垂线分布 分形标度律 分形维数 分形理论
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漂浮植被的阻流特性研究 被引量：6
5
作者 韩丽娟 曾玉红 +1 位作者 李明 陈立 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期110-114,共5页
为了定量研究漂浮植被的阻流特性,采用电子应力计对漂浮植被的拖曳力进行测量,基于边界层理论对其受到的拖曳力进行计算分析,并将实测的植被-水体交界面处切应力与基于边界层理论计算得到的拖曳力值进行了对比分析.研究结果表明:在充分... 为了定量研究漂浮植被的阻流特性,采用电子应力计对漂浮植被的拖曳力进行测量,基于边界层理论对其受到的拖曳力进行计算分析,并将实测的植被-水体交界面处切应力与基于边界层理论计算得到的拖曳力值进行了对比分析.研究结果表明:在充分发展的湍流边界层中,将边界层理论用于分析漂浮植被拖曳力是可行的;漂浮植被摩擦阻力的大小与速度的平方成正比,而压强阻力的大小与流速的平方成反比;植被拖曳力系数由植被区长度雷诺数和植被区高度雷诺数共同决定. 展开更多
关键词 漂浮植被斑块 拖曳力 边界层理论 切应力 电子应力计
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