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明渠紊流中涡结构的运动规律

陈启刚 钟强

陈启刚, 钟强. 明渠紊流中涡结构的运动规律[J]. 水科学进展, 2017, 28(4): 579-587. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.012
引用本文: 陈启刚, 钟强. 明渠紊流中涡结构的运动规律[J]. 水科学进展, 2017, 28(4): 579-587. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.012
CHEN Qigang, ZHONG Qiang. Experimental study on the movement of vortices in turbulent open-channel flows[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(4): 579-587. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.012
Citation: CHEN Qigang, ZHONG Qiang. Experimental study on the movement of vortices in turbulent open-channel flows[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(4): 579-587. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.012

明渠紊流中涡结构的运动规律

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.012
基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2016JBM033);国家自然科学基金资助项目(51609002)
详细信息
    作者简介:

    陈启刚(1987-),男,四川江安人,讲师,博士,主要从事水力学及河流动力学研究。E-mail:chenqg@bjtu.edu.cn

  • 中图分类号: TV131.2

Experimental study on the movement of vortices in turbulent open-channel flows

Funds: The study is financially supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities (No.2016JBM033) and the National Natural Science Foundation of China (No.51609002).
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-12-05
  • 刊出日期:  2017-07-25

明渠紊流中涡结构的运动规律

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.012
    基金项目:  中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2016JBM033);国家自然科学基金资助项目(51609002)
    作者简介:

    陈启刚(1987-),男,四川江安人,讲师,博士,主要从事水力学及河流动力学研究。E-mail:chenqg@bjtu.edu.cn

  • 中图分类号: TV131.2

摘要: 明渠紊流中随水流迁移的涡结构在传质过程中具有重要作用。为观测涡结构在整个生存期内的运动过程,将两套高频粒子图像测速系统的测量范围沿水流方向拼接,实现流场的大范围测量。将上述方法用于测量摩阻雷诺数为490~870的明渠紊流的纵垂面流场,并结合涡结构跟踪算法,得到了涡的生存时间、运动速度、位移及强度变化等参数。分析表明,涡结构的水平运动与水流同步,但整体有向水面抬升的趋势,在低雷诺数条件下,最大生存时间约10倍涡周转时间,最大垂向位移约0.4倍水深;随着雷诺数的增大,涡结构的量纲一运动速度未发生明显变化,但极限强度和强度变化速率均增大,且极限强度的增加幅度相对较小,使得涡结构的生存时间缩短,纵、垂向位移相应减小。研究结果揭示了生存时间是影响涡结构运动规律的关键变量,初步得到了涡结构运动规律随水流条件的变化趋势。

English Abstract

陈启刚, 钟强. 明渠紊流中涡结构的运动规律[J]. 水科学进展, 2017, 28(4): 579-587. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.012
引用本文: 陈启刚, 钟强. 明渠紊流中涡结构的运动规律[J]. 水科学进展, 2017, 28(4): 579-587. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.012
CHEN Qigang, ZHONG Qiang. Experimental study on the movement of vortices in turbulent open-channel flows[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(4): 579-587. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.012
Citation: CHEN Qigang, ZHONG Qiang. Experimental study on the movement of vortices in turbulent open-channel flows[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(4): 579-587. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.012

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