明渠凹槽泥沙回填过程的水沙两相相互作用

作者:胡鹏; 吕冰晗; 李季; 曹志先
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航道疏浚和河道疏浚引起的深槽/深坑泥沙回淤是一个典型的水沙两相运动过程。过去,对于深槽/坑中的泥沙淤积,通常假设泥沙流速等于水流流速,忽略了水流和泥沙之间的相互作用。通过建立二维水沙两相数学模型,分别求解了浑水和泥沙的守恒方程。将该模型与传统的拟单相流模型模型进行比较,对两个典型的明渠槽进行了泥沙回填水槽试验。结果表明,在相同参数下,水沙两相流数学模型能较好地再现实测结果。水沙相互作用分析表明,泥沙主要受底床切应力、水沙相互作用和颗粒物相互作用的影响。其中,底床切应力阻碍泥沙运动,水沙相互作用是泥沙运动的主要动力来源。