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题名植物条件下明渠紊流KH涡相关问题研究进展
被引量：4
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作者
闫静
刘杰夫
陈红
王晓丽
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机构
河海大学水利水电学院
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出处
《水利水电科技进展》
CSCD
北大核心
2020年第2期90-94,共5页
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基金
国家自然科学基金(51979084,51579079,51109066)。
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文摘
植物是生态功能完备的河流的重要特征,淹没植物条件下产生的特殊紊流拟序结构——KH涡,对水-沙-污染物运动具有直接影响。从KH涡的发现、形成条件、特征参数(形态特征参数和运动周期)三方面,回顾了国内外植物条件下明渠紊流KH涡相关问题的研究进展,总结了植物密度和淹没度对KH涡的影响规律,提出结合紊流不稳定性理论、紊流拟序结构分析方法、流动显示、图像技术来研究KH涡的形成条件(临界密度或临界淹没度)、沿程发展过程、影响因素(如植物密度、刚度、几何形态、淹没度、水流强度)的具体影响,是下一步需要探索的关键。
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关键词
植物
明渠紊流
kh涡
研究进展
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Keywords
vegetation
open channel turbulence
kh vortex
research progress
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分类号
TV143
[水利工程—水力学及河流动力学]
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题名植物密度对明渠紊流拟序结构的影响研究
被引量：2
- 2
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作者
闫静
余洋
唐立模
鲁经宇
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机构
河海大学水利水电学院
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出处
《水利水电技术（中英文）》
北大核心
2021年第12期133-145,共13页
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基金
国家自然科学基金项目(51979084,51579079)。
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文摘
河道中淹没植物顶部附近的大尺度涡结构,影响着水体中的动量和物质交换,从而导致泥沙和污染物输移发生变化。基于淹没刚性植物条件下的水槽试验,利用粒子图像测速技术(PIV)对五种植物密度条件下的流场进行测量,分别用象限分析法和伽利略分解法,研究密度对植物顶部附近的猝发及KH涡垂向几何尺度的影响。研究表明:在试验条件下,植物密度增大会增强植物顶部附近的剪切作用,缩窄植物层内外动量交换的范围,抑制极端清扫作用对植物内部的侵袭。同时KH涡涡量增强,位置抬升,KH涡的垂向尺度总体增大,在密度较小的两种工况(0.09和0.18)时KH涡的垂向尺度较为接近,其值约为75~86 mm;密度为0.36时约为105~115 mm;密度为0.72和1.44时较为接近,在淹没度为4时约为114 mm,在淹没度为5时约为135 mm。
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关键词
植物密度
明渠紊流拟序结构
PIV
猝发
kh涡
水力特性
影响因素
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Keywords
vegetation density
coherent structure in open channel
PIV
bursting
kh vortex
hydraulic characteristics
influencing factor
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分类号
TV131.2
[水利工程—水力学及河流动力学]
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题名淹没植物条件下明渠KH涡的垂向几何尺度和频率
被引量：3
- 3
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作者
闫静
王晓丽
陈红
余洋
林青炜
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机构
河海大学水利水电学院
山东省水利勘测设计院
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出处
《水科学进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期770-779,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51979084
51579079)。
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文摘
含淹没植物明渠中存在的Kelvin-Helmholtz(KH)涡,对水流能量交换和物质输移具有直接的影响。基于淹没刚性植物条件下的水槽实验,利用粒子图像测速技术(PIV)得到瞬时流速场和涡量场,定量刻画KH涡的垂向几何尺度(上下边界和垂向作用范围),结合三维声学多普勒流速仪(ADV)测量的流速时间序列和小波变换方法,分析KH涡的频率,研究植物淹没度对KH涡上下边界位置、作用范围和频率的影响。研究发现:本实验确定的KH涡上、下边界与根据能量分布计算得到的混合层上、下边界基本一致;在本实验条件下,KH涡上边界为0.7~0.8倍水深,下边界在植物密度一定时围绕一常数波动,KH涡的频率在0.14~0.20 Hz之间;随着淹没度的增大,KH涡的上边界升高,下边界变化不明显,作用范围和频率增大。
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关键词
含淹没植物明渠
kh涡
流场测量
垂向几何尺度
小波变换
频率
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Keywords
open channel flow with submerged vegetation
Kelvin-Helmholtz vortex
flow measurement
characteristic scale
wavelet transform
frequency
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分类号
TV131.2
[水利工程—水力学及河流动力学]
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