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劳斯,H.—劳斯公式推导者

2017-03-01

河北水利 2017年12期
关键词:水力学含沙量床面

劳 斯 ,H.(Hunter Rouse,1906-1983年),美国现代水力学的奠基人。俄亥俄州人,早年在德国卡尔斯鲁厄大学学习,获得博士学位,后随著名水力学家雷博克.T工作两年。1929-1939年间他先后在麻省理工学院、哥伦比亚大学和加利福尼亚理工学院任教,1939年任艾奥瓦大学教授,主持艾奥瓦水利研究所的日常研究工作多年,1966-1972年任该校工学院院长。

劳斯的研究领域极其广泛,综观其一生,可以看出他对相似律、射流和堰流、喷射扩散、边界粗糙度、沉积物悬浮等都进行过深入的研究,通过对这些问题的研究、总结、观察和分析,他编写了多种水力学、流体力学教材和专著,在1938-1976年间先后编撰了《水利工程师水力学》、《初级流体力学》、《流体力学基础》、《水力学史》、《高等流体力学》、《水力学在美国》等著作,这些著作不仅奠定了他作为水力学家的地位,而且还受到了全世界水力学界的重视。

劳斯不仅在水力学方面有突出贡献,他对泥沙研究的发展亦功不可没。他曾由泥沙扩散方程导出含沙水流悬移质泥沙含沙量垂线分布公式:[式中S为垂线上距床面高度为y点处的含沙量(千克/立方米);Sa为垂线上距床面高度为a的参考点处含沙量(千克/立方米);h为水深(米);a为参考点距床面距离(米);Z为悬浮指标理论计算值,Z=ω/kU为卡门系数,对挟沙水流取0.376]。此公式基本上表达了悬移质相对含沙量沿垂线分布的规律。许多学者利用原型观测资料和试验室资料验证了该公式结构形式是比较符合实测状况的,特别是在颗粒较细且浓度较小时,劳斯公式与实测资料比较符合,同时也发现了劳斯公式存在的一些问题。尽管该公式存在如计算水面含沙量为零,床面含沙量无穷大等问题,但由于其结构形式简单,且基本上能反映实际情况,亦可以用来计算沉沙池含沙量沿垂线分布,是目前在国际范围内应用最广泛的一个公式,世人称之为劳斯公式。

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