彎曲河流水動(dòng)力不穩(wěn)定性及其蜿蜒過程研究.pdf

1、本文以明渠河流，特別是彎曲型河流為研究對(duì)象，采用穩(wěn)定性理論、三維水流數(shù)值模擬和室內(nèi)自然模型試驗(yàn)三種方法，研究了河流的水動(dòng)力不穩(wěn)定性及河流蜿蜒過程。
　　 根據(jù)彎道水流的運(yùn)動(dòng)特征，建立了正交曲線坐標(biāo)系下彎道水流穩(wěn)定性模型，著重討論了彎曲河道明渠層流穩(wěn)定性特征問題，與順直河道進(jìn)行了對(duì)比。并做了詳盡的分析，主要包括不同河岸彎曲程度下的中性曲線、臨界雷諾數(shù)、擾動(dòng)增長(zhǎng)率等值線的變化情況及雷諾數(shù)變化對(duì)擾動(dòng)特征值的影響等。分析表明：與順直河道

2、相比，彎曲河道穩(wěn)定中性曲線前移，失穩(wěn)臨界雷諾數(shù)降低，對(duì)擾動(dòng)波數(shù)的響應(yīng)范圍加大，流動(dòng)更容易失穩(wěn)。
　　 建立了正交曲線坐標(biāo)系下彎曲河道中多尺度紊流結(jié)構(gòu)動(dòng)力演化模型，將大尺度擬序渦體結(jié)構(gòu)看作是一種擾動(dòng)，來研究彎曲河道中多尺度紊流結(jié)構(gòu)的動(dòng)力演化特征，從理論上分析了彎曲河道二維紊流渦體結(jié)構(gòu)的演化特征，計(jì)算了不同彎曲度和雷諾數(shù)條件下河道中渦體的擾動(dòng)增長(zhǎng)率變化。結(jié)果表明：彎道中小尺度渦的擾動(dòng)增長(zhǎng)率變化較大尺度渦更劇烈，且小尺度渦對(duì)河道彎曲度