近底边界层论文_尹小玲,张红武,刘欢

导读:本文包含了近底边界层论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:底边,泥沙,河口,含沙量,珠江,流速,应力。

近底边界层论文文献综述

尹小玲,张红武,刘欢^[1]（2010）在《珠江虎门河口洪季潮流近底边界层水流结构研究》一文中研究指出研究河口近底边界层水动力结构对进一步研究河口地区水流能量耗散和物质输运具有重要意义,2006年7月26~28日在珠江虎门口采用ADV、ADP及OBS和CDT组合置底支架观测系统对近底边界层水流、泥沙和温盐度进行了水下定点观测,本文通过分析流速观测数据,对该潮汐河口近底边界层的水流结构、阻力特性和紊动尺度进行研究,结果表明除憩流附近外,近底边界层内时均流速分布均可采用对数剖面,摩阻流速值与时均流速基本成正比,平均摩阻流速为0.014m/s,粗糙长度为0.09mm,切应力梯度为0.426N/m2.m;脉动流速统计分析结果符合典型潮汐河口底边界层的紊动特点,距床面0.15m处,落急时刻宏尺度紊动的时间尺度和长度尺度分别为3s和0.06m;垂向脉动分速以及瞬时雷诺应力自相关分析表明转流附近时段的湍流主要以低频大尺度紊动为主。测量分析结果可为下一步研究近底边界层泥沙运动提供依据,并为数值模拟计算提供水动力分析条件和特征参数。(本文来源于《水力发电学报》期刊2010年01期）

王元叶^[2]（2007）在《细颗粒泥沙近底边界层观测和模型研究》一文中研究指出本论文设计和实现了长江口滩和槽的近底水沙现场观测系统,利用该系统在河口滩、槽典型区域获取了包括流、浪和泥沙变化过程的系列宝贵数据;以观测数据为主开展分析研究;结合边界层和一维数学模型探讨了近底泥沙运动的计算方法和变化机制。获得的主要认识包括:长江口南槽近底悬浮泥沙浓度随动力的响应近底悬浮泥沙浓度随动力的响应过程受到多方面因素的影响,主要有水流的动力、床面泥沙的供应量(涉及到床面泥沙的沉积和固结过程)、泥沙的沉降以及由此涉及到的粘性细颗粒泥沙的絮凝现象等。近底悬浮泥沙浓度的变化和动力的响应关系总体可以归为四类过程:第一类过程——悬浮泥沙浓度随流速的增大而增大,原因是:该阶段床面泥沙的侵蚀量占据该过程的主导地位,它远远要大于向上的紊动扩散及泥沙的沉降的综合作用;第二类过程——悬浮泥沙浓度随流速的增大而减小,原因是:该阶段水体紊动作用增强,向上的紊动扩散作用加大,然而床面可供侵蚀的沉积物不多,使得该阶段的侵蚀量减小了,向上的紊动扩散作用成为该阶段的主导因素;第叁类过程——悬浮泥沙浓度随流速的减小而增大,原因是:由于该阶段流速减小,水体的紊动扩散作用减小,中上层水体向近底层水体沉降的泥沙量增大,使得其成为该阶段的主导因素;和第四类过程——悬浮泥沙浓度随流速的减小而减小,原因是:中上层水体的悬浮泥沙大部分已经在上一过程中沉降到近底层,近底层悬浮泥沙的沉降量成为该阶段的主导因素造成的。其中第二类过程,即悬浮泥沙浓度随流速的增大而减小,是垂线六点法和垂线平均水沙观测所难以发现的。根据1DV点模型计算得到的泥沙浓度过程和水流过程数据,对近底悬浮泥沙浓度随动力的响应过程进行了分析。分析结果同样得到了近底悬浮泥沙浓度随动力响应的四个过程。这说明近底悬浮泥沙浓度随动力的响应过程代表了一类较为典型的过程,正如概化模型所分析,它是水流动力、床面泥沙供应量、泥沙沉降等多因素的综合作用结果。滩地悬浮泥沙浓度动力响应过程滩地悬浮泥沙浓度的一个显着特征是泥沙浓度峰值出现在涨潮初期和落潮末期。滩地悬浮泥沙浓度随动力的响应分析表明:滩地悬浮泥沙浓度随流速的响应关系不明显。观测时段内,只有少数几个潮周期悬浮泥沙浓度和流速的关系呈现比较明显的正比关系。尽管当时当地的悬浮泥沙浓度和流速呈现很微弱的相关关系,但是潮周期平均悬浮泥沙浓度和潮周期平均流速却呈现出很好的正相关关系。在光滩上和盐沼中,它们的相关系数R~2分别为0.80和0.87。在每一个潮周期内,滩地悬浮泥沙浓度和均方根波浪轨迹流速呈反比关系。悬浮泥沙浓度和均方根波浪轨迹流速的这种反比关系并不是由它们之间的相互作用导致的,即不是一种悬浮泥沙随均方根波浪轨迹流速的响应关系。它们之间的这种关系的形成的一种解释是:他们的这种关系实际上完全是由均方根波浪轨迹流速自身随水深发生同步相应的变化而形成的。另一种可能的解释是:涨潮初期的高悬浮泥沙浓度峰值要大于此时的水流挟沙能力,即此时为过饱和输沙,所以在接下来均方根波浪轨迹流速逐渐增大过程,看到了悬浮泥沙浓度反而降低这种现象。和水流类似,潮周期平均悬浮泥沙浓度和潮周期平均均方根波浪轨迹流速呈现正比关系。在光滩上,它们之间的关系差一些。但是,在盐沼中,它们之间的相关性较好,相关系数为0.79。潮周期平均悬浮泥沙浓度随潮周期平均的潮流速和均方根波浪轨迹流速的正相关性,说明了滩地悬浮泥沙的一类周期为“潮周期”的动力响应关系。滩地水流能量来源和滩地冲淤模式不论何种潮型,在盐沼中的潮流速要远小于光滩上的潮流速,但是在盐沼中的均方根波浪轨迹流速仍然较大。说明在光滩上,水流的主要能量来源于潮流和波浪。然而,在有植被覆盖的盐沼中,水流的能量来源主要是波浪。崇明东滩东面是开阔的海域,一年四季都处于风浪的作用下,波浪成为水流能量的主要来源。光滩的冲淤变化受潮周期动力情况影响。潮周期动力增大,滩地发生冲刷;潮周期动力减小,滩地发生淤积。整个观测期间冲淤幅度最大达8.7cm。盐沼冲淤幅度要远小于光滩,其冲淤变化周期也要更长。站点C-1和站点C-2的冲淤幅度分别为0.2cm和0.3cm,而相应时段内光滩(站点A)的冲淤幅度变化为1.1cm和6.5cm。当站点C-1和站点C-2经过人为割草之后,站点C立即发生冲刷,冲刷幅度达到0.8cm。从这里可以看出,互花米草(Spartina)在护滩方面起到了相当重要的作用。基于观测资料的分析,提出了崇明东滩冲淤模式:1)有风浪作用。由于波浪的作用,光滩和盐沼中的水流能量都较高,高含沙浓度能够出现在盐沼带中。盐沼植被发挥对悬浮泥沙的捕集及其护滩作用,有利促使盐沼植被带滩地发生迅速淤涨;2)无风浪作用。悬浮泥沙随着上滩水流和水体能量的降低,发生沿程淤积,高含沙浓度到达盐沼带较困难,从而减缓了盐沼植被带滩地的快速淤涨。波流相互作用近底剪切应力估算LP方法计算得到的水流摩阻流速统计表明:u_(*c)变化范围为0.5-6.7cm/s,平均为2.8cm/s。WKE方法计算得到的波流相互作用的摩阻流速U_(*cw)变化范围为4.1-10.7cm/s,平均为6.5cm/s。波流相互作用的潮周期摩阻流速u_(*cw)要比潮周期水流摩阻流速u_(*c)的大1.15～5.22倍,平均为3.03倍。这说明由于波浪的作用,近底剪切应力大大增加,所以在对动力因素考虑的时候,波浪作用不能忽略。BBLM计算得到的糙率长度(z_(0a))同水流和波浪相对大小比例(C_(r0))呈乘幂的关系,并且为负相关关系。这表明随着波浪作用的增强,糙率长度(z_(0a))增大,也反映了由于波浪的作用,增大了床面对水流的阻力。类比水流作用下的紊动能量(TKE)法,作者提出了一种新的用于计算波流相互作用下的摩阻流速U_(*cw)方法,即波浪运动能量法(WKE)。底部边界层模型(BBLM)的计算结果表明WKE方法可以用于计算波流相互作用的摩阻流速。用于计算波流相互作用下的摩阻流速U_(*cw)的WKE方法和You方法计算结果有差异。认为在水流发生变化的情况下,You方法中“常系数”C,不能再取常数。通过引入一个和流速有关的函数来修正You方法中的常数C,进而对You方法进行了改进。结果表明,改进后的You方法计算得到波流相互作用摩阻流速和BBLM计算得到的摩阻流速比较吻合,可以用于波流相互作用下的剪切应力计算。(本文来源于《华东师范大学》期刊2007-05-01）

王元叶^[3]（2004）在《长江口近底边界层观测研究》一文中研究指出近底水沙垂向混合运动，在河口产生变异而造成水沙垂向分布的不连续性，是河口海岸泥沙运动的重要特点和研究的难点。河口底部边界层和细颗粒泥沙过程是海洋学家、港口航道与海岸工程师和环境流体力学乃至生物地球化学研究人员共同感兴趣的研究课题。长期以来，长江河口水沙运动规律的研究都基于常规“六点法”取得的水文观测资料，而对近底床面层水沙运动资料的获取和规律分析尚不多见。因此，以长江口为主要研究区域，研究其垂向乃至近底水流结构特征和泥沙交换过程具有重要的理论意义，对港口选址、航道治理、河口综合开发和整治都具有极为重要的应用价值。 ■ 高频声学多普勒流速剖面仪近底有效单元数据提取本文首先对近底边界层(Bottom Boundary Layer,BBL)数据获取方法和观测仪器进行了总结。在当前野外观测条件下，应用了海流计近底加密观测法和船载高频声学多普勒流速剖面仪((?)coustic(?)oppler Current (?)rofiler，ADP)近底流速观测法，进行垂向和近底流速的观洲。通过分析声强垂向剖面分布的特征，利用数学极值定理，确定了床面位置，进而将ADP处理软件“丢弃”的那部分近底流速数据或由于底跟踪丢失而损失的流速数据提取出来。利用同步“六点法”电磁海流计所得到的最底层流速数据对提取出来的ADP近底单元数据进行验证。结果表明提取出来的那部分ADP近底流速数据是可用的。 ■ 近底边界层结构近底边界层的研究主要侧重于流速垂向分布和动力特征(摩阻流速、糙率长度)及悬浮泥沙浓度垂向分布。流速的垂向分析结果表明：流速垂向结构可以分为叁段，即上段、中段和下段。这种分段是由水流和外边界阻力共同作用产生的结果。憩流期阶段或低流速阶段，垂向流速分布不尽符合对数流速分布。非憩流阶段，在观测站点(徐六泾和七丫口)流速垂向分布基本上符合对数流速分布。近底流速垂向分布要比流速垂向分布更符合对数流速分布，它们普遍符合对数分布。从流速结构的角度出发，得到了两类不同的BBL厚度变化。一类是BBL厚度随水深变化没有规律性趋势，另一类BBL厚度随水深变化过程呈正相关。但是，这两类BBL厚度随流速大小的变华东师范大学硕士伦久长江。近底边界层魂侧研究化都出现了相应的变化。前者和流速变化关系为止相关，后者为负相关。对两类BBL厚度的成因分心廿从调析表明，BBL厚度所旱现出的不同的变化规律是由底形作用和动力作用(土要是径、潮流作用)相的综合结果。底部剪切应力或摩阻流速是影响泥沙运动的关键参数。近底动力参数的分析结果表明:摩阻流速和流速的关系为正相关，而糙率长度和流速的关系为负相关。徐六径和七’‘口两个测站所得到的摩阻流速变化范围分别为1.82一14.71c耐S和0.71一11.41c耐S:糙率长度变化范围分别为002一26.20cm不1 1 0.04一16.49em。，悬浮泥沙浓度垂向分布的分析结果表明在一个潮周期内悬浮泥沙浓度垂向结构将出现不同的刑式。在憩流期及其前后SSC垂向分布呈“L’，型分布:随着涨、落潮过程，悬沙浓度的垂向结构发生有规律的变化，即中上层悬沙浓度逐渐增人，垂向结构由憩流期的“U，型分布逐渐过渡到指数分布:涨、落急及其前后流速较人，悬沙浓度垂向分布趋于更加均匀，表层和底层悬沙浓度差别逐渐变小:涨落潮变化过程中，由于悬浮泥沙沉降起动及垂向的掺混作用，悬沙浓度垂向分布发生调整，表现为悬沙浓度垂向梯度的变化。本文对Rouse公式在长江口的适用条件也进行了分析。结果表明，在落急及其前后时段，水流速度持续较人且较稳定的情况卜，Rouse公式能够较好的反映悬浮泥沙浓度垂向分布。在该时段内，采用Rouse公式拟合求解得到的悬沙沉降速度为0.19~o.24cl布S，平均为O.ZO5c耐S;而在涨潮过程及憩流前后，由于流速变化较大，没有一段持续较稳定的流速过程，Rouse公式不能够很好反映悬浮泥沙浓度垂向分布。在基本满足即落急及其前后时段，利用表层实测悬沙浓度值为参考浓度能够得应用的水动力条件卜，底层悬浮泥沙浓度为参考浓度同样好的结果。这一认识为人面积利用遥感资料反演泥沙浓度场及相关研究提供了可用的依据。(本文来源于《华东师范大学》期刊2004-06-01）

近底边界层论文开题报告

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

本论文设计和实现了长江口滩和槽的近底水沙现场观测系统,利用该系统在河口滩、槽典型区域获取了包括流、浪和泥沙变化过程的系列宝贵数据;以观测数据为主开展分析研究;结合边界层和一维数学模型探讨了近底泥沙运动的计算方法和变化机制。获得的主要认识包括:长江口南槽近底悬浮泥沙浓度随动力的响应近底悬浮泥沙浓度随动力的响应过程受到多方面因素的影响,主要有水流的动力、床面泥沙的供应量(涉及到床面泥沙的沉积和固结过程)、泥沙的沉降以及由此涉及到的粘性细颗粒泥沙的絮凝现象等。近底悬浮泥沙浓度的变化和动力的响应关系总体可以归为四类过程:第一类过程——悬浮泥沙浓度随流速的增大而增大,原因是:该阶段床面泥沙的侵蚀量占据该过程的主导地位,它远远要大于向上的紊动扩散及泥沙的沉降的综合作用;第二类过程——悬浮泥沙浓度随流速的增大而减小,原因是:该阶段水体紊动作用增强,向上的紊动扩散作用加大,然而床面可供侵蚀的沉积物不多,使得该阶段的侵蚀量减小了,向上的紊动扩散作用成为该阶段的主导因素;第叁类过程——悬浮泥沙浓度随流速的减小而增大,原因是:由于该阶段流速减小,水体的紊动扩散作用减小,中上层水体向近底层水体沉降的泥沙量增大,使得其成为该阶段的主导因素;和第四类过程——悬浮泥沙浓度随流速的减小而减小,原因是:中上层水体的悬浮泥沙大部分已经在上一过程中沉降到近底层,近底层悬浮泥沙的沉降量成为该阶段的主导因素造成的。其中第二类过程,即悬浮泥沙浓度随流速的增大而减小,是垂线六点法和垂线平均水沙观测所难以发现的。根据1DV点模型计算得到的泥沙浓度过程和水流过程数据,对近底悬浮泥沙浓度随动力的响应过程进行了分析。分析结果同样得到了近底悬浮泥沙浓度随动力响应的四个过程。这说明近底悬浮泥沙浓度随动力的响应过程代表了一类较为典型的过程,正如概化模型所分析,它是水流动力、床面泥沙供应量、泥沙沉降等多因素的综合作用结果。滩地悬浮泥沙浓度动力响应过程滩地悬浮泥沙浓度的一个显着特征是泥沙浓度峰值出现在涨潮初期和落潮末期。滩地悬浮泥沙浓度随动力的响应分析表明:滩地悬浮泥沙浓度随流速的响应关系不明显。观测时段内,只有少数几个潮周期悬浮泥沙浓度和流速的关系呈现比较明显的正比关系。尽管当时当地的悬浮泥沙浓度和流速呈现很微弱的相关关系,但是潮周期平均悬浮泥沙浓度和潮周期平均流速却呈现出很好的正相关关系。在光滩上和盐沼中,它们的相关系数R~2分别为0.80和0.87。在每一个潮周期内,滩地悬浮泥沙浓度和均方根波浪轨迹流速呈反比关系。悬浮泥沙浓度和均方根波浪轨迹流速的这种反比关系并不是由它们之间的相互作用导致的,即不是一种悬浮泥沙随均方根波浪轨迹流速的响应关系。它们之间的这种关系的形成的一种解释是:他们的这种关系实际上完全是由均方根波浪轨迹流速自身随水深发生同步相应的变化而形成的。另一种可能的解释是:涨潮初期的高悬浮泥沙浓度峰值要大于此时的水流挟沙能力,即此时为过饱和输沙,所以在接下来均方根波浪轨迹流速逐渐增大过程,看到了悬浮泥沙浓度反而降低这种现象。和水流类似,潮周期平均悬浮泥沙浓度和潮周期平均均方根波浪轨迹流速呈现正比关系。在光滩上,它们之间的关系差一些。但是,在盐沼中,它们之间的相关性较好,相关系数为0.79。潮周期平均悬浮泥沙浓度随潮周期平均的潮流速和均方根波浪轨迹流速的正相关性,说明了滩地悬浮泥沙的一类周期为“潮周期”的动力响应关系。滩地水流能量来源和滩地冲淤模式不论何种潮型,在盐沼中的潮流速要远小于光滩上的潮流速,但是在盐沼中的均方根波浪轨迹流速仍然较大。说明在光滩上,水流的主要能量来源于潮流和波浪。然而,在有植被覆盖的盐沼中,水流的能量来源主要是波浪。崇明东滩东面是开阔的海域,一年四季都处于风浪的作用下,波浪成为水流能量的主要来源。光滩的冲淤变化受潮周期动力情况影响。潮周期动力增大,滩地发生冲刷;潮周期动力减小,滩地发生淤积。整个观测期间冲淤幅度最大达8.7cm。盐沼冲淤幅度要远小于光滩,其冲淤变化周期也要更长。站点C-1和站点C-2的冲淤幅度分别为0.2cm和0.3cm,而相应时段内光滩(站点A)的冲淤幅度变化为1.1cm和6.5cm。当站点C-1和站点C-2经过人为割草之后,站点C立即发生冲刷,冲刷幅度达到0.8cm。从这里可以看出,互花米草(Spartina)在护滩方面起到了相当重要的作用。基于观测资料的分析,提出了崇明东滩冲淤模式:1)有风浪作用。由于波浪的作用,光滩和盐沼中的水流能量都较高,高含沙浓度能够出现在盐沼带中。盐沼植被发挥对悬浮泥沙的捕集及其护滩作用,有利促使盐沼植被带滩地发生迅速淤涨;2)无风浪作用。悬浮泥沙随着上滩水流和水体能量的降低,发生沿程淤积,高含沙浓度到达盐沼带较困难,从而减缓了盐沼植被带滩地的快速淤涨。波流相互作用近底剪切应力估算LP方法计算得到的水流摩阻流速统计表明:u_(*c)变化范围为0.5-6.7cm/s,平均为2.8cm/s。WKE方法计算得到的波流相互作用的摩阻流速U_(*cw)变化范围为4.1-10.7cm/s,平均为6.5cm/s。波流相互作用的潮周期摩阻流速u_(*cw)要比潮周期水流摩阻流速u_(*c)的大1.15～5.22倍,平均为3.03倍。这说明由于波浪的作用,近底剪切应力大大增加,所以在对动力因素考虑的时候,波浪作用不能忽略。BBLM计算得到的糙率长度(z_(0a))同水流和波浪相对大小比例(C_(r0))呈乘幂的关系,并且为负相关关系。这表明随着波浪作用的增强,糙率长度(z_(0a))增大,也反映了由于波浪的作用,增大了床面对水流的阻力。类比水流作用下的紊动能量(TKE)法,作者提出了一种新的用于计算波流相互作用下的摩阻流速U_(*cw)方法,即波浪运动能量法(WKE)。底部边界层模型(BBLM)的计算结果表明WKE方法可以用于计算波流相互作用的摩阻流速。用于计算波流相互作用下的摩阻流速U_(*cw)的WKE方法和You方法计算结果有差异。认为在水流发生变化的情况下,You方法中“常系数”C,不能再取常数。通过引入一个和流速有关的函数来修正You方法中的常数C,进而对You方法进行了改进。结果表明,改进后的You方法计算得到波流相互作用摩阻流速和BBLM计算得到的摩阻流速比较吻合,可以用于波流相互作用下的剪切应力计算。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。