不同流变模型下的淤泥与波浪相互作用规律
2011-05-10白玉川
天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2011年3期
关键词:模型
白玉川,田 琦
(天津大学建筑工程学院河流海岸泥沙研究室,天津 300072)
不同流变模型下的淤泥与波浪相互作用规律
白玉川,田 琦
(天津大学建筑工程学院河流海岸泥沙研究室,天津 300072)
建立波浪在淤泥质底床上传播的理论模型并对其进行求解,讨论了淤泥质河口海岸中淤泥与波浪的相互作用规律,包括波浪作用下的淤泥输移规律以及波浪在淤泥质床面上传播过程中的衰减现象.根据计算得出不同底床密度下,水层和泥层的流速和压强分布,分析波浪衰减的影响因素,针对3种不同的淤泥流变模型(黏性流体模型、幂律流体模型和黏弹性介质模型),分别计算相应的波浪衰减值,并与实验值进行对比.结果显示,选用的淤泥的流变模型不同,泥床对波浪的衰减值也不同.影响波浪衰减的因素主要有泥厚、波浪周期以及水深.泥厚和波浪周期均存在临界值,使波浪衰减达到最大;衰减率随水深的增大而单调减小.通过与实测值比较得出幂律流体模型更能描述淤泥的真实情况.
河口;淤泥;流变模型;波浪衰减
淤泥质河口、海岸环境中的波流动力因素和泥沙运动规律十分复杂,波浪既可以引起浮泥的波动、悬扬、输移,浮泥也可以反过来影响波浪的传播与衰减.波浪在淤泥质床面上传播时引起惊人的能量衰减:印度的Kerala在西南季风里,入射到淤泥滩上的台风浪只需4~8个波长的距离就可完全被衰减掉[1],由淤泥运动引起的表面波浪的能量损失至少比渗透或摩擦引起的损失高 1个量级;……
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