摘要:利用一维不恒定水流泥沙数学模型,研究泥沙实体模型试验的时间变态问题。针对上游流量和泥沙浓度呈阶梯形变化的边界条件问题,通过比较模型与原型尺度下的水流条件、泥沙浓度、累计淤积面积等各物理量的差异,定量地描述了时间变率、模型长度、水沙的不恒定性等对模型试验可能造成的影响,并对误差产生的原因进行了分析。 关键词:时间变态 实体模型 数学模型 不恒定流 1 概述 泥沙实体模型试验是研究工程泥沙问题的重要手段。长期以来,随着葛洲坝,三峡等大型水利工程的建设,实体模型试验水平在我国得到了很大的提高,在工程论证中发挥了重要作用。 但实体模型还存在着很多问题,首先是几何比尺的选择,基于水沙运动相似性的要求和场地等条件的限制,常常将水平比尺和垂向比尺设计为不同的数值,这就造成了模型的几何变态;其二是模型沙的选择,在按照几何比尺缩小的模型上,为了满足泥沙运动相似,常常采用轻质沙。到目前为止,利用轻质沙进行的模型试验都不能统一水流运动和河床变形两个时间比尺,存在时间变态。这两种变态的存在,给模型试验带来了误差。分析这两种变态,揭示出产生误差的原因和偏差程度,是提高模型试验技术的重要途径。
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