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几何比尺对正态模型沙波相似性的影响-四川大学学报工程科学版
第 49 卷 第 5 期 工 程 科 学 与 技 术 Vol. 49 No. 5 2017 年 9 月 ADVANCED ENGINEERING SCIENCES Sept. 2017 •水利与土木工程• DOI: 10.15961/j.jsuese.201700185 几何比尺对正态模型沙波相似性的影响 1,2 1 * 1 1 徐 敏 ，陈 立 ，李东锋 ，何 俊 (1.武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北 武汉 430072 ；2.长江航道规划设计研究院，湖北 武汉 430072) 摘 要:不同几何比尺对模型水流结构及泥沙运动特性的比尺效应不同，模型沙波相似性也存在差异。首先基于 对泥沙沉速的理论分析，计算了当原型沙粒径、 和 等参数一定时，满足起动相似所选模型沙沉降速度偏 (s ) 离程度随不同几何比尺的变化规律。计算结果显示： 1时，模型沙沉降速度偏离程度随着几何比尺的进一步 l 减小而迅速增大；当 1时，模型沙沉降速度偏离程度随着几何比尺的增大表现为先增大后减小，且在几何比 l 尺为2 的附近达到极大值。为研究沉降速度偏离幅度较大时模型沙波的相似性及几何比尺改变时沙波波高、波长 084 159 206 与原型的偏离特性，设计进行了 l 、 和 的正态水槽试验，发现3组模型中的沙波波高、波长偏差幅 度均不大于6%，其中 084的模型沙波偏小，而 159和206 的沙波偏大。结合理论分析结果和水槽试验数 l l 据，得到以下结论：1）对于几何正态模型，当 1、原型沙与模型沙重率相同时，满足起动相似的模型沙沉降速 l 度偏小，相同水流条件下泥沙落淤速度慢，模型中的沙波波高、波长均较原型偏小；当 1时，满足起动相似的 l 模型沙沉降速度偏大，泥沙落淤较
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