孙尔亮，姜国栋，韩 磊

(哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

本文旨在研究浅层明渠流动突扩处下游形成的回流区长度与其影响因素之间的变化规律.浅层明渠流动为自然界中常见的流动形式，流动受到干扰后产生流动分离，形成了主流区与回流区，常出现于岛屿尾部，河流分支，海湾海港等区域.回流区和主流区之间存在速度梯度较大的区域，该区域称为混合层，其产生的旋涡结构主导物质和动量交换.回流区及混合层的流动特性能对周围环境产生巨大影响，例如，河道的回流区会富集污染物和沉积物，影响流域动植物的生长；流动形成的湍流结构和混合层变化会干扰船只航行，影响航运效率；在工业生产中，扩压器，燃烧室等设备常采用突扩结构强化换热传质效率.研究回流区的流动特性对认识生态环境，建设河道工程，设计工业设备等具有重要的指导意义.

Chu[1]等分析了浅层槽道流动的稳定性，综合考虑水流深度和底部摩擦对流动的影响，首次提出使用底部摩擦系数S研究浅层槽道流动.S=(λd)/(8h)是一个组合参数，式中的λ为沿程损失系数，h为水深，d为突扩宽度如图1所示.加拿大蒙特利尔McGill大学的研究人员[2-5]研究了深浅对水流的影响，证明了底部摩擦数S能用于解释水流深浅对混合层的影响，并给出了无量纲回流区长度L/d和S之间的关系.流体力学与声学实验室(LMFA)的研究人员[6]利用量纲分析，数值模拟和实验测……