挖入式港池三維水流特性及對(duì)泥沙淤積的影響研究.pdf

1、挖入式港池是港口平面布置中一種常用布置形式,由于在挖入式港池為典型的盲腸河段,港池內(nèi)普遍存在回流運(yùn)動(dòng),從主流擴(kuò)散的泥沙進(jìn)入港池,在港池口門(mén)附近以及港池內(nèi)淤積,對(duì)港池正常運(yùn)營(yíng)造成影響。目前對(duì)挖入式港池淤積問(wèn)題的研究主要從水流運(yùn)動(dòng)特性間接分析泥沙淤積機(jī)理,由于挖入式港池內(nèi)水體為水、沙混合相流體,因此只有采用渾水模型才能真實(shí)的反應(yīng)港池內(nèi)水流運(yùn)動(dòng)特性,同時(shí)亦能從泥沙淤積的角度認(rèn)識(shí)港池淤積機(jī)理。
　　 本文通過(guò)采用渾水物理模型研究了港池的

2、三維水流特性,并進(jìn)一步研究邊界條件對(duì)泥沙淤積的影響機(jī)理,在此基礎(chǔ)上建立了水沙兩相流模型,采用紊動(dòng)能和水沙混合相密度對(duì)港池泥沙淤積分布規(guī)律進(jìn)行研究,得到以下主要結(jié)論:
　　 1)挖入式港池的水流運(yùn)動(dòng)呈典型的三維特性,從紊動(dòng)強(qiáng)度上看,摻混區(qū)的水體紊動(dòng)強(qiáng)度最大,沿港池軸線向港池內(nèi)部沿程遞減,并在港池后壁附近趨于零。摻混區(qū)范圍隨水流方向逐步增大;回流區(qū)中紊動(dòng)強(qiáng)度較大區(qū)域?yàn)橹魃c次生回流的摩擦流帶:主生回流中心的紊動(dòng)強(qiáng)度較小,周界紊動(dòng)強(qiáng)度

3、較大,在水深方向,紊動(dòng)強(qiáng)度沿深度降低。
　　 2)影響港池三維水流運(yùn)動(dòng)特性的主要因素是口門(mén)寬度、港池軸線與主流夾角、主流流速,以上因素均是通過(guò)改變口門(mén)摻混區(qū)的紊動(dòng)強(qiáng)度,進(jìn)而改變摻混區(qū)至回流區(qū)的紊動(dòng)能梯度,最終改變了港池的水流運(yùn)動(dòng)特性。港池口門(mén)寬度越大,港池回流范圍越大,紊動(dòng)強(qiáng)度較大的區(qū)域也越大;港池軸線與主流夾角越大,回流范圍越大,從摻混區(qū)至回流區(qū)的紊動(dòng)能梯度越大;主流的流速越大,摻混區(qū)的紊動(dòng)能越大。
　　 3)港池內(nèi)外