海岸工程丁壩

1、丁壩繞流的實(shí)驗(yàn)分析 一水位標(biāo)定和流速標(biāo)定步驟水位標(biāo)定：采用斷面移動(dòng)的方法進(jìn)行測(cè)量，將移動(dòng)前的水位標(biāo)定為初始水位，并作為往后斷面的初始水位。流速標(biāo)定：通過測(cè)量水中粒子運(yùn)動(dòng)的速度來簡(jiǎn)接測(cè)量水的流速。首先將白色圓點(diǎn)之間的距離為10毫米的鐵板放在合適的位置作為比例尺（或者有清晰刻度的尺子），然后將相機(jī)定焦在該水平面上，再將激光打在相同平面上，利用同步器，按下快門的同時(shí)，激光也能同時(shí)亮起，通過測(cè)量較短時(shí)間間隔內(nèi)粒子移動(dòng)的位移來計(jì)算瞬時(shí)速度。2 水位測(cè)量及流速過程水位測(cè)量：手動(dòng)移動(dòng)探頭位置，依次到各個(gè)站位，選取丁壩上游,，丁壩上方，丁壩下游,3個(gè)斷面作為水位測(cè)量點(diǎn)。采集水位數(shù)據(jù)為30秒。流速測(cè)量：通過照相

2、機(jī)測(cè)量流速。使用tecplot簡(jiǎn)單處理數(shù)據(jù)畫出流速的等直線圖、流線圖和流速矢量圖。3 丁壩繞流分析非淹沒丁壩：丁壩對(duì)岸側(cè)水位由斷面1到斷面2有十分微小的增加，斷面2到斷面3水位顯著下降，斷面3到斷面水位微弱增加。淹沒丁壩；丁壩側(cè)水位由斷面1到斷面2基本保持不變，斷面2到斷面3水位顯著下降。當(dāng)水流流向丁壩時(shí)，由于受丁壩壅阻，使上游比降減緩、流速降低、水位壅高。當(dāng)水流到達(dá)丁壩位置時(shí)，由于河面束窄，比降和流速迅速增大。水流流過丁壩后，由于慣性作用，水流會(huì)繼續(xù)收縮，流速、比降迅速增大，水位降低，然后又逐漸擴(kuò)散與水槽水位相接，恢復(fù)到原來的水位。從流線圖可以得出，出現(xiàn)這種流速分布的原因主要是由于丁壩布置在

3、左岸，丁壩阻水、上下游區(qū)域均出現(xiàn)回流區(qū)。由于受丁壩阻擋的水流，無論是下沉、上翻或者在平面上轉(zhuǎn)向后都將繞過壩頭而下泄，下泄水流與壩后靜止水流之間存在流速梯度，產(chǎn)生切應(yīng)力。壩后靜水在此切應(yīng)力作用下流動(dòng)開始形成副流，同時(shí)此副流的一部分在主流的攜帶下隨主流一起流向水槽下游。按照流體的連續(xù)性，靠近槽壁的靜水必然向前補(bǔ)充，這樣水流在丁壩后部就形成了一個(gè)閉和的回流區(qū)，一般稱為壩后回流區(qū)。由流速等直線圖可以看出，由于受丁壩阻擋的水流，形成回流區(qū)，也就是旋渦。在渦的中心，流速非常小，可以認(rèn)為流速為0；由渦中心至外圍，可以明顯的看出流速是逐漸的增大，最外圍恢復(fù)到正常的流速大小。流速沿?cái)嗝娴臋M向分布有從丁壩一側(cè)開始

4、流速迅速增大，流速在水槽中部偏左左右達(dá)到最大，隨后略有減小，而后流速變化不大，流速分布趨于均勻化的特點(diǎn)。在丁壩的后側(cè)形成了渦，流速最小，在水槽的中部偏左處水流的；流速最大，且逐漸減小，最后趨于穩(wěn)定。水流繞過丁壩頭部時(shí)，其流線曲率、速度旋度的垂直分量及壓力梯度都很大。因此，水流繞壩頭一定角度后，壩頭水流邊界層即發(fā)生分離，分離點(diǎn)以下，出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)角速度較大的垂直軸旋渦。水流受丁壩的影響，兩岸縱向水面線是不一樣的，丁壩所在的一側(cè)，上游因壩體阻擋產(chǎn)生局部壅水，水面線有較短距離的逆坡，水流繞過壩頭后，水位急劇降落，再向下游水位上升呈倒坡，并延伸到回流區(qū)以下，這為壩后回流區(qū)的形成提供了動(dòng)力，這是近壁處產(chǎn)生逆向流動(dòng)的根本原因。受丁壩影響后，在丁壩上游，行進(jìn)丁壩的水流速度有所降低，同時(shí)，因繞過壩頭其方向也向?qū)Π镀D(zhuǎn)，在丁壩軸線斷面上流速分布發(fā)生劇烈的變化，在