天然沙顆粒-床碰撞起躍特性的實驗測量研究.pdf

1、沙粒與床面的相互作用是研究沙粒躍移運動的一個關(guān)鍵問題。通過實驗來得到的沙粒起躍特性及分布函數(shù)對于幫助我們了解沙粒與床面的相互運動有著重要意義。以往的實驗大多采取大粒徑的替代材料來模擬沙粒進行粒-床碰撞實驗并得到了許多有價值的結(jié)果，但仍然不能準確反映自然界天然的沙塵顆粒與床面的碰撞過程。為研究不規(guī)則、小粒徑的天然沙粒與沙床的碰撞過程及沙粒的起躍特性，我們設(shè)計了能夠調(diào)節(jié)發(fā)射天然沙粒速度與角度的粒子發(fā)射器。通過粒子發(fā)射器得到天然沙粒在與床面碰

2、撞后的起躍特性及分布函數(shù)。主要結(jié)果如下：
　　1.反彈顆粒保持著沖擊時大部分能量，其速度與沖擊速度在同一量級。反彈顆粒的反彈角度在0度到165度之間變化，但主要集中于10度到50度之間，隨著沖擊速度的增加而減小、隨著沖擊角度的增加而增加，反彈角度滿足對數(shù)正態(tài)分布。反彈顆粒的速度與沖擊速度的比值從0.02到0.78之間變化，主要集中于0.1-0.6之間，隨著沖擊速度的增加而增加、隨著沖擊角度的增加而減小，其分布滿足正態(tài)分布。反彈顆粒

3、垂直方向的速度與沖擊顆粒垂直方向的速度的比值從0到1.33之間變化，主要集中于0.05到0.45之間，與合速度比值情況是一致的：隨著沖擊速度增加而增加、隨著沖擊角度的增加而減少，分布滿足正態(tài)分布。水平方向的情況與垂直方向、合速度的情況是一致的。
　　2.濺射顆粒持有沖擊時的少部分能力，其速度比沖擊速度低一個量級。濺射角度分布在0-180度之間，其平均數(shù)集中分布于10-100度之間，隨著沖擊速度、沖擊角度的增加而增加，與反彈角度類似

4、，濺射角度在不同沖擊角度區(qū)間段內(nèi)，沖擊速度的影響方式不同，其分布滿足對數(shù)正態(tài)分布。濺射顆粒的濺射速度從0m/s到1.9m/s之間變化，主要集中于0.1m/s到0.6m/s之間，隨著沖擊速度的增加而增加、隨著沖擊角度的增加而減少，其分布滿足對數(shù)正態(tài)分布。濺射顆粒垂直方向上的濺射速度從0m/s到1.4m/s之間分布，主要集中于0m/s到0.4m/s，與合速度具有相同的規(guī)律：隨著沖擊速度的增加而增加、隨著沖擊角度的增加而減少。
　　3.