一種河工動床模型試驗加糙方法及加糙載體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種河工動床模型試驗加糙方法，同時還涉及相應(yīng)的加糙載體，屬于河流泥沙工程研究【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法步驟為：建立模擬河工動床模型，選擇加糙載體，確定加糙間距P，求得加糙載體分布橫距Z和縱距H；將加糙載體插入模擬河工動床模型內(nèi)，形成梅花形布局的加糙表面。采用本發(fā)明后，不僅相似度高、操作方便，而且可以根據(jù)不同的加糙需求，通過間距的適當(dāng)調(diào)整，滿足模型水位、流速流向、潮流量、分流比等相似要求，十分巧妙合理。
【專利說明】一種河工動床模型試驗加糙方法及加糙載體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種河工動床模型試驗加糙方法，尤其是一種河工動床模型試驗塑料花加糙方法，同時還涉及相應(yīng)的加糙載體，屬于河流泥沙工程研究【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]物理模型試驗是當(dāng)前研究重大涉水工程問題的重要手段之一。受試驗場地、水深等條件限制，物理模型通常需做成變態(tài)模型。
[0003]為了滿足模型阻力相似要求，變態(tài)模型常常需要人工加糙來達(dá)到阻力相似要求。在河工動床模型試驗中，前人提出了采用插竹竿、水中拉鉛絲或其他類似的阻水物等方法來滿足阻力相似要求。但上述現(xiàn)有技術(shù)對水流結(jié)構(gòu)垂向分布等有明顯影響，加之操作難度較大，因此在實際模型試驗中采用較少。此外，在徑流河段動床模型試驗中，前人提出了模型設(shè)計時重力相似準(zhǔn)則適當(dāng)偏離來解決阻力相似的問題。而對于潮汐河口動床模型來說，重力相似和阻力相似準(zhǔn)則二者必須同時滿足，因此有必要研究動床模型新的加糙方法，從而為動床模型試驗設(shè)計和驗證工作提供重要技術(shù)依據(jù)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種可以同時滿足重力相似和阻力相似準(zhǔn)則，并且相似度高、操作方便的河工動床模型試驗加糙方法，同時給出相應(yīng)的加糙載體。
[0005]為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明的河工動床模型試驗加糙方法包括以下步驟:
[0006]第一步、建立模擬河工動床模型，按泥沙運動相似要求選取模型沙，在模型內(nèi)鋪設(shè)模型泥沙(鋪沙厚度一般取0.10~0.30m)；
[0007]第二步、以中心具有垂向穿孔的花形塑料件作為加糙載體；
[0008]第三步、根據(jù)河工動床床面阻力可疊加性原理，借助下式得出動床模型試驗水深h、加糖間距P、加糖如床面糖率nf、加糖后床面糖率ns關(guān)系表
【權(quán)利要求】
1.一種河工動床模型試驗加糙方法，其特征在于包括以下步驟:包括以下步驟: 第一步、建立模擬河工動床模型，按泥沙運動相似要求選取模型沙，在模型內(nèi)鋪設(shè)模型泥沙； 第二步、以中心具有垂向穿孔的花形塑料件作為加糙載體； 第三步、根據(jù)河工動床床面阻力可疊加性原理，借助下式得出動床模型試驗水深h、加糖間距P、加糖如床面糖率nf、加糖后床面糖率ns關(guān)系表

其中:nf —加糙前床面糙率； ns 一加糙后床面糙率； R 一水力半徑(cm)—等于過水?dāng)嗝婷娣e除以濕周； h 一試驗水深(cm)； F—單個加糙載體所占的床面面積(cm2)； d 一單個加糙載體體積(cm3)； Cd—阻力系數(shù)； I 一加糙載體影響水流的代表尺度，等于加糙載體高度； a 一單個加糙載體迎水面面積(cm2)； P —加糙載體的加糙間距(cm)，P=V^7Z ； Z—為平行于水流方向的加糙載體分布橫距(cm)； H—為垂直于水流方向的加糙載體分布橫距(cm)； 并根據(jù)動床模型實際試驗水深、加糙前床面糙率，以及所需達(dá)到的加糙后床面糙率，按關(guān)系表確定加糖間距P ； 第四步、擇定縱距z和橫距H的比例關(guān)系，再根據(jù)公式P= VTFi求得平行于水流方向的加糙載體分布橫距Z以及垂直于水流方向的加糙載體分布縱距H ； 第五步、將加糙載體中心穿孔穿入金屬插件后，按求得的縱距和橫距在四角以及對角交叉中心間隔分布插入模擬河工動床模型內(nèi)的泥沙表面定位，形成梅花形布局的加糙表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的河工動床模型試驗加糙方法及，其特征在于:鋪沙厚度取0.10 ~0.30m。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的河工動床模型試驗加糙方法，其特征在于:加糙載體分布橫距Z與縱距H之比為0.4-1.2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的河工動床模型試驗加糙方法采用的加糙載體，其特征在于:具有基座，所述基座中心具有垂向穿孔，且周圈具有均布的花瓣狀延展翼。
【文檔編號】E02B1/02GK103643652SQ201310521395
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】夏云峰, 吳道文, 徐華, 張世釗, 杜德軍, 聞云呈, 王曉俊 申請人:水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院