坡面流層流區動力學特性

摘要：為完善坡面水流的基礎理論研究,基于定床水槽試驗,以甘油溶液為試驗流體,采用超聲波測量技術,進行了4種粗糙度、5種坡度和13種單寬流量條件下的組合試驗,研究了坡面流層流區的動力學特性及滾波特征。研究結果表明:在雷諾數為8~160的范圍內,流態指數在理論值0.33附近波動,且隨粗糙度的增大呈現先增大后減小的變化趨勢,在粗糙度為0.10 mm附近達到峰值;阻力系數受坡度和粗糙度影響顯著,可較好地由坡度、粗糙度和雷諾數的關系式表示;隨著雷諾數的增大,滾波波速和波峰均呈冪函數形式遞增,滾波周期大小無明顯變化;坡度的增大會使層流失穩臨界單寬流量減小,粗糙度的增大會使臨界弗勞德數的均值減小。