泥沙运动的受力分析——关于碰撞力的讨论

本文以单颗粒为体系和以固相的拟流体微团为体系分别对泥沙运动进行了受力分析,给出了体系的力平衡方程,并证明了两种方程是相容的。通过对比说明,同一个力采用不同的体系分析时分属于不同类型,例如,流体-颗粒间的作用力在前一体系中属于表面力,在后一种体系中属于彻体力;拟流体分析中的表面力(应力),在单颗粒体系的力平衡中根本不出现等等,由此清楚地表明进行受力分析和建立力平衡方程时明确所研究体系的重要性。本文还详细分析了对于上述两种体系,颗粒-颗粒碰撞对体系运动所起的作用,以及在运动方程中的体现,并指出:泥沙运动力学中经常使用的“碰撞力”在概念上是含糊的,计算碰撞力的表达式的根据是可疑的

Kinetic theory for particle concentration distribution in two phase flow

The results of experiments in open channels and closed pipelines show two kinds of patterns for the vertical distribution of particle concentration (i.e., pattern I and pattern II). The former shows a pattern of maximum concentration at some location above the bottom and the downward decay of the concentration below the location. The latter always shows an increase of the particle concentration downward over the whole vertical, with the maximum value at the bottom. Many investigations were made on the pattern II, but few were made on pattern I. In this paper, a particle velocity distribution function is first obtained in the equilibrium state or in dilute steady state for the particle in two-phase flows, then a theoretical model for the particle concentration distribution is derived from the kinetic theory. More attention is paid to the predictions of the concentration distribution of pattern I and comparisons of the present model are made with the data measured by means of laser doppler anemometry (LDA). Very good agreements are obtained between the measured and calculated results

泥石流研究进展与启示

就象任何其它边缘学科一样,泥石流研究作为一种涉及众多学科知识的边缘学科,它的进展从一开始便与相邻学科的发展密切相关。本文简要回顾了泥石流研究的历史及已取得的最新进展,归纳了连接泥石流研究各方面进展的主要线索,并提出了今后泥石流研究的方向

再论悬移质浓度垂线分布的两种类型及其产生的原因

在文献[1]中,我们曾明确提出了存在两种类型的浓度分布并从悬浮颗粒及其水流的脉动特性入手初步定性地解释了两类浓度分布产生的原因。与此同时,作者还指出了用其它具有更为深刻的力学机理的方法将上述问题作定量解释的可能性,而本文采用的从两相流中微观颗粒的运动理论出发来研究浓度分布的方法就是为满足这一需要而提出的。本文所采用的方法能够较研究浓度分布时采用的常规方法提供更为深刻、精细和详尽的信息,它的合理性已被作者用激光多普勒测速仪测得的一系列资料所验证

泥沙悬浮的特征长度和悬移质浓度垂线分布

通过对紊动水流中混合掺长概念的类比,本文引入了泥沙作悬浮运动的特征长度的概念并讨论了其表达式的确定方法,从而在未经引入任何流速分布公式的情况下得到了一个悬移质浓度分布的统一公式,几乎所有已有各家公式均为本公式的特例。本文所采用的方法具有许多优点,采用本文的有关结果也便于从统一的高度来分析以往类似公式之间的内在联系、各公式的合理性及局限性