• 全国中文核心期刊
  • 中国科技核心期刊
  • 美国工程索引(EI)收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

浓度梯度引起的固相速度测量误差

石健 郭波 弓扶元 何小刚 李丹勋

石健, 郭波, 弓扶元, 何小刚, 李丹勋. 浓度梯度引起的固相速度测量误差[J]. 水科学进展, 2011, 22(1): 67-74.
引用本文: 石健, 郭波, 弓扶元, 何小刚, 李丹勋. 浓度梯度引起的固相速度测量误差[J]. 水科学进展, 2011, 22(1): 67-74.
SHI Jian, GUO Bo, GONG Fu-yuan, HE Xiao-gang, LI Dan-xun. Bias error induced by concentration gradients in the measurement of sediment-laden flows[J]. Advances in Water Science, 2011, 22(1): 67-74.
Citation: SHI Jian, GUO Bo, GONG Fu-yuan, HE Xiao-gang, LI Dan-xun. Bias error induced by concentration gradients in the measurement of sediment-laden flows[J]. Advances in Water Science, 2011, 22(1): 67-74.

浓度梯度引起的固相速度测量误差

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50779023);清华大学SRT资助项目(082T0019)
详细信息
    作者简介:

    石健(1989- ),男,福建厦门人,主要从事水利水电工程研究.E-mail:sj07@mails.tsinghua.edu.cn

    通讯作者:

    李丹勋,E-mail:lidx@tsinghua.edu.cn

  • 中图分类号: TV149.3

Bias error induced by concentration gradients in the measurement of sediment-laden flows

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China (No.50779023).
  • 摘要: 用粒子示踪技术测量明渠挟沙水流中固相颗粒的速度时,流速梯度和浓度梯度的存在会引起测量误差。选用典型的垂线流速与浓度分布公式对时均速度测量误差进行分析,得出了误差的解析表达式。对该解析式的理论分析表明,测量误差恒小于零,即速度测量值比实际值偏小。误差的大小与采样窗口的相对位置、尺寸及颗粒的悬浮指数有关。对误差大小随自变量的变化规律进行的数值分析结果表明,在一定的流场条件下,测量误差的最大值出现在床面附近,误差从床底至水面呈现出先减小后增大的特点。
  • [1] WANG Xing-kui,QIAN Ning.Turbulence characteristics of sediment-laden flow[J].Journal of Hydraulic Engineering,1995,115(6):781-800.
    [2] KAFTORI G,HETSRONI G,BANERJEE S.Particle behavior in the turbulent boundary layer:Ⅱ:Velocity and distribution profiles[J].Phys Fluids,1995,7(5):1107-1121
    [3] BEST J,BENNETT S,BRIDGE J S,et al.Turbulence modulation and particle velocities over flat sand beds at low transport rates[J].Journal of Hydraulic Engineering,1997,123(12):1118-1129
    [4] 李丹勋,王兴奎,禹明忠.悬移质颗粒运动的脉动强度[J].水科学进展,2002,13(2):146-152.(LI Dan-xun,WANG Xing-kui,Yu Ming-zhong.Experimental study on velocity fluctuations of suspended particles[J].Advances in Water Science,2002,13(2):146-152.(in Chinese))
    [5] NEZU I,AZUMA R,Turbulence characteristics and interaction between particle and fluid in particle-laden open channel flows[J].Journal of Hydraulic Engineering,2004,130(10):998-1001.
    [6] 周家俞,陈立,叶小云,等.泥沙影响流速分布规律的试验研究[J].水科学进展,2005,16(4):506-510(ZHOU Jia-yu,CHEN Li,YE Xiao-yun,et al.Experimental study on effect of sediment on velocity distribution in sediment-laden flow[J].Advances in Water Science,2005,16(4):506-510.(in Chinese))
    [7] 刘春晶,李丹勋,曲兆松,等.过渡区动床明渠流的流速分布[J].水科学进展,2006,17(1):49-54.(LIU Chun-jing,LI Dan-xun,QU Zhao-song,et al.Velocity profile of open-channel flows in the transitional roughness region on mobile beds[J].Advances in Water Science,2006,17(1):49-54.(in Chinese))
    [8] LI D X,MUSTE M,WANG X K.Quantification of the bias error induced by velocity gradients[J].Measurement Science and Technology,2008,19(1):5402.
    [9] MUSTE M,YU K,FUJITA I,et al.Two-phase versus mixed-flow perspective on suspended sediment transport in turbulent channel flows[J].Water Resour Res,2005,41(10):10402-10423.
    [10] 钱宁,万兆惠.泥沙运动力学[M].北京:科学出版社,1984.(CHIEN Ning,WAN Zhao-hui.Mechanics of sediment transport[M].Beijing:Science Press,1984.(in Chinese))
    [11] 李丹勋.悬移质颗粒运动特性的研究[D].北京:清华大学,1999.(LI Dan-xun.Study on the motion characteristics of suspended particles[D].Beijing:Tsinghua University,1999.(in Chinese))
    [12] 禹明忠.PTV技术和颗粒三维运动规律的研究[D].北京:清华大学,2002.(YU Ming-zhong.Study on the PTV technique and 3D movement of particles[D].Beijing:Tsinghua University,2002.(in Chinese))
  • [1] 何中政, 周建中, 贾本军, 张勇传.  基于梯度分析法的长江上游水库群供水-发电-环境互馈关系解析 . 水科学进展, 2020, 31(4): 601-610. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.04.014
    [2] 孔凡哲, 郭良.  一种时变分布式单位线计算方法 . 水科学进展, 2019, 30(4): 477-484. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.04.003
    [3] 陆彦, 周倪凯, 陆永军.  不同渗流强度对明渠水流结构影响的试验研究 . 水科学进展, 2018, 29(2): 230-235. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.02.010
    [4] 陈槐, 朱立俊, 范红霞, 王建中, 王志寰.  二维粒子图像测速实验中三维涡旋可测性分析 . 水科学进展, 2017, 28(5): 738-744. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.05.011
    [5] 李英玉, 赵坚, 吕辉, 陈斌.  河岸带潜流层温度示踪流速计算方法 . 水科学进展, 2016, 27(3): 423-429. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.03.010
    [6] 田培, 潘成忠, 许新宜, 杨帆, 李长嘉.  坡面流速及侵蚀产沙空间变异性试验 . 水科学进展, 2015, 26(2): 178-186. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.02.004
    [7] 包为民, 司伟, 沈国华, 张小琴, 李倩.  基于单位线反演的产流误差修正 . 水科学进展, 2012, 23(3): 317-322. doi: CNKI: 32.1309.P.20120501.1618.019
    [8] 何晓波, 叶柏生, 丁永建.  青藏高原唐古拉山区降水观测误差修正分析 . 水科学进展, 2009, 20(3): 403-408.
    [9] 张文鸽, 黄强, 蒋晓辉.  基于物理栖息地模拟的河道内生态流量研究 . 水科学进展, 2008, 19(2): 192-197.
    [10] 任华堂, 陈永灿, 冯卫兵.  河流流场数值模拟初始场误差发展研究 . 水科学进展, 2007, 18(1): 58-62.
    [11] 白晓华, 胡维平.  太湖水深变化对氮磷浓度和叶绿素a浓度的影响 . 水科学进展, 2006, 17(5): 727-732.
    [12] 王家生, 陈立, 刘林, 邓晓丽.  阳离子浓度对泥沙沉速影响实验研究 . 水科学进展, 2005, 16(2): 169-173.
    [13] 许唯临, D. W. Knight, 唐小南.  漫滩水流摩阻因子与涡粘性系数的研究 . 水科学进展, 2004, 15(6): 723-727.
    [14] 黄社华, 魏庆鼎.  激光测速粒子对复杂流动的响应研究——Ⅱ典型流场中粒子跟随性的数值分析 . 水科学进展, 2003, 14(1): 28-35.
    [15] 瞿思敏, 包为民.  实时洪水预报综合修正方法初探 . 水科学进展, 2003, 14(2): 167-171.
    [16] 郭建斌, 张庆五, 吴海波, 郭智成.  污水泵浓盐水示踪测流研究 . 水科学进展, 2003, 14(5): 643-646.
    [17] 华祖林, 芮孝芳, 黄国如, 罗缙.  缺乏资料条件下倒灌河段流速的近似确定方法 . 水科学进展, 2001, 12(2): 210-214.
    [18] 毛献忠, 韩曾萃.  钱塘江江心排污的数值模拟 . 水科学进展, 1996, 7(3): 200-206.
    [19] 陈和春, 潘昭汉, 叶廉, 王场, 何昌浩, 马亮.  吸附状态下钉螺起动流速的试验研究 . 水科学进展, 1996, 7(3): 207-213.
    [20] 吕贤弼.  移动界面流速的求解 . 水科学进展, 1995, 6(2): 94-100.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  13
  • HTML全文浏览量:  0
  • PDF下载量:  632
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-03-22
  • 刊出日期:  2011-01-25

浓度梯度引起的固相速度测量误差

    基金项目:  国家自然科学基金资助项目(50779023);清华大学SRT资助项目(082T0019)
    作者简介:

    石健(1989- ),男,福建厦门人,主要从事水利水电工程研究.E-mail:sj07@mails.tsinghua.edu.cn

    通讯作者: 李丹勋,E-mail:lidx@tsinghua.edu.cn
  • 中图分类号: TV149.3

摘要: 用粒子示踪技术测量明渠挟沙水流中固相颗粒的速度时,流速梯度和浓度梯度的存在会引起测量误差。选用典型的垂线流速与浓度分布公式对时均速度测量误差进行分析,得出了误差的解析表达式。对该解析式的理论分析表明,测量误差恒小于零,即速度测量值比实际值偏小。误差的大小与采样窗口的相对位置、尺寸及颗粒的悬浮指数有关。对误差大小随自变量的变化规律进行的数值分析结果表明,在一定的流场条件下,测量误差的最大值出现在床面附近,误差从床底至水面呈现出先减小后增大的特点。

English Abstract

石健, 郭波, 弓扶元, 何小刚, 李丹勋. 浓度梯度引起的固相速度测量误差[J]. 水科学进展, 2011, 22(1): 67-74.
引用本文: 石健, 郭波, 弓扶元, 何小刚, 李丹勋. 浓度梯度引起的固相速度测量误差[J]. 水科学进展, 2011, 22(1): 67-74.
SHI Jian, GUO Bo, GONG Fu-yuan, HE Xiao-gang, LI Dan-xun. Bias error induced by concentration gradients in the measurement of sediment-laden flows[J]. Advances in Water Science, 2011, 22(1): 67-74.
Citation: SHI Jian, GUO Bo, GONG Fu-yuan, HE Xiao-gang, LI Dan-xun. Bias error induced by concentration gradients in the measurement of sediment-laden flows[J]. Advances in Water Science, 2011, 22(1): 67-74.
参考文献 (12)

目录

    /

    返回文章
    返回