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《u形渠道水流紊動特性試驗研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、U形渠道水流紊動特性試驗研究李晉琴呂宏興韓文霆摘要：在U形混凝土明渠內(nèi)，采用聲學多普勒點式流速儀（Vectrino）測量了不同流量下的瞬時流速，對明渠水流紊動的準周期、頻率等水流紊動特性進行了定量的描述，對紊動強度、雷諾應力進行了較深入的分析計算。試驗分析結果表明：①水流脈動具有大小不同的準周期。②水流瞬時流速概率分布近似符合正態(tài)分布。③各垂線縱向、垂向紊動強度自渠底向水面先減小后增大，橫向紊動強度變化幅度較小。④縱向與橫向雷諾切應力在y/h＞0．5范圍內(nèi)近似為直線，y/h＜0．5區(qū)域內(nèi)近似為三角形分布。關鍵詞：U形渠道；紊動強度；雷諾應力中圖分類號：TV131．2文獻標識碼：AExperi
2、mentStudyonTurbulenceCharacteristicsofFlowinU-shapedChannelLIJin-qin1，LVHong-xing1，HANGWen-ting2Abstract：UsingAcousticDopplerpointcurrentmeter（Vectrino），theinstantaneousvelocityatdifferentmeasurementpointsunderdifferentflowrateweremeasuredinU-shapedchannel．Theturbulentcharacteristicsofflow，suchaspe
3、riod，frequency，weredescribedbymeansofquantitativeanalysis．AndtheturbulentintensitiesandReynoldsstresseswerefurtheranalyzedandcalculated．Theexperimentalresultindicatethat：thevelocitypulsingprocesshaddifferentquasi-periodic；theprobabilitydistributionoffluctuatingvelocitywasapproximatelyintheformofGau
4、ssiancurve；thelongitudinalandverticalturbulentintensitiesondifferentperpendicularlinewasreducedinitiallythenincreasedfrombottomofchanneltothesurface，therangeofturbulentintensitiesontransversalwassmall；Reynoldsstressesonlongitudinalandtransversaldistributedapproximatedstraightlineintherangeofrelativ
5、eflowdepthbiggerthan0．5andtriangulardistributionwhentherelativeflowdepthwassmallerthan0．5．Keywords：U-shapedchannel；turbulentintensity；Reynoldsstress0引言紊流是自然界普遍存在的流體運動，對許多科學技術領域，如航空、造船、氣象、水利、環(huán)保等，都有直接或間接的關系［1］。許多工程中的流體力學問題都應當用紊流理論進行求解。但由于紊流結構復雜，紊流理論尚未發(fā)展到全面解決工程實際流體力學問題的水平。U形渠道因其水力性能好，過流能力大，抗凍脹性能優(yōu)越，防滲效
6、果明顯等特點［2］，在灌區(qū)得到了廣泛的應用。在過去的幾年里，盡管水流的紊動特性被廣泛研究，但對于U形渠道中水流紊動強度、雷諾應力分布等問題，有關研究成果的介紹較少，尚未形成系統(tǒng)的理論研究，所以很有必要對其進一步研究。1試驗設計與方法1．1試驗設計明渠水槽試驗在西北農(nóng)林科技大學灌區(qū)試驗站進行，水槽為混凝土結構，長32m，深0．6m，U形斷面由底部圓弧弓形和上部直線段梯形組成，底弧半徑0．2m，底弧圓心角152°，邊坡系數(shù)m＝0．25，水槽底坡i＝1∶2000，試驗利用聲學多普勒點式流速儀（Vectrino）量測水流流速，試驗布置如圖1所示。1．2量測方法為保證均勻流條件和流態(tài)穩(wěn)定，流速測量段選
7、擇距離穩(wěn)水池進水口18m處，測量段水位通過調(diào)節(jié)渠尾擋水板調(diào)控，試驗流量采用直角三角形薄壁堰測定。測點布置參照國際標準ISO1088和JJG8355《速度-面積法》計量檢測規(guī)程有關規(guī)定［3］，本文中水槽測流斷面自中垂線向兩邊側(cè)壁每2cm布置一條測線，每條測線自水面向下每2cm布置一個測點，斷面測點布置及分析測線示意圖如圖2所示，其中，與中垂線水平距離為4cm的垂線記為垂線1，與中垂線水平距離為8cm的垂線記為垂
