振荡流作用下近床面泥沙颗粒受力研究

摘要

在海岸地区，泥沙运动对地形演变有着显著影响，而泥沙颗粒受到的拖曳力是引起运动的主要作用力．在采用离散颗粒模型研究泥沙运动时，颗粒拖曳力的准确性直接决定了泥沙运动规律计算的合理性，因此研究波浪作用下床(壁)面附近泥沙颗粒的受力对于深入了解泥沙运动规律具有重要意义．采用颗粒解析模型对不同周期振荡流作用下单个泥沙颗粒在近壁面不同距离处的受力进行了模拟分析．模拟结果表明：在相同雷诺数情况下，周期越大，拖曳力系数越小；壁面距离越小，拖曳力系数越大，当距离增大至5倍粒径以上时，壁面的影响不明显．借鉴振荡流作用下圆柱的拖曳力系数，根据模拟结果拟合了振荡流作用下颗粒拖曳力系数随斯托克斯数和雷诺数变化的周期修正公式；借鉴明渠流中颗粒拖曳力系数的壁面修正形式，拟合了拖曳力系数随壁面距离和雷诺数变化的壁面修正公式．

关键词

振荡流 / 拖曳力系数 / 近床面颗粒 / 周期影响 / 壁面影响