考虑雷诺数和形状影响的坝岸根石水平水流拖曳力系数修正

• 作者: 兰雁 杨昌明 沈细中 罗立群 蒋思奇 邹瑞
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 雷诺数 坝 拖曳力系数 根石 形状 球体 块体
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: 农业水土工程
• 页码范围: 173-182
• 页数: 10页
• 分类号: U656.35
• 字数: 8001字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2019.05.021

摘要

对于水利工程坝岸散抛根石冲揭失稳,水流作用下根石的拖曳力是重要的力学分析参数.该文基于黄河坝岸散抛根石的形状参数特征,利用水槽试验量测球体及不同形状块体受水流作用的水平拖曳力,研究雷诺数、物体形状指标与拖曳力相关关系及变化规律,明确影响因素,率定双因素影响下块体的拖曳力系数函数.结果表明,水下球体或近似球状物体的拖曳力系数,基本不受水流及物体形态影响,拖曳力系数趋于0.40～0.56;有棱角块体的水流拖曳力系数,块体雷诺数小于3×104的影响区域,系数函数呈双曲线趋势变化;块体雷诺数大于3×104的影响区域,迎水面宽高比不大于侧立面长高比,拖曳力系数趋于0.80～0.90,迎水面宽高比大于侧立面长高比,拖曳力系数趋于1.00～1.10.进一步通过试验修正了水流作用下不同形态物体的水平拖曳力系数,提出了块体雷诺数、形状参数双因素影响下物体水平拖曳力系数函数,得到了以不同物体来流方向投影响面积为基准的水平拖曳计算公式,经拟合公式的合理性分析与验证,拖曳力系数拟合优度达到0.90以上,平均相对误差为8.7％;修正后拖曳力平均相对误差仅为7.5％,公式计算效果良好,更准确地反映散抛根石的水下受力特征,为分析水下抛石受水流冲击离散形态提供理论依据.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	蒋思奇	黄河水利委员会黄河水利科学研究院	15	35	3.0	5.0
2	沈细中	黄河水利委员会黄河水利科学研究院	22	117	6.0	10.0
3	罗立群	黄河水利委员会黄河水利科学研究院	12	25	3.0	4.0
4	兰雁	黄河水利委员会黄河水利科学研究院	26	120	6.0	10.0
5	杨昌明	南昌大学土木工程与建筑学院	4	2	1.0	1.0
6	邹瑞	华北水利水电大学土木与交通学院	3	0	0.0	0.0