《基於流速剖面動力解析的潮汐河口水流摩阻特性研究》是依託南京師範大學，由張卓擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於流速剖面動力解析的潮汐河口水流摩阻特性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張卓
- 依託單位：南京師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
河口水流摩阻特性對潮波傳播及近底泥沙輸運有重要影響，一直是河口海岸水動力學與泥沙研究中的核心問題之一。流速剖面反映了徑流、潮流、風生流和密度流等的相互作用，蘊涵著複雜的動力學機制。本課題通過水動力方程，分析水體在潮流、徑流、風應力和密度梯度力綜合作用下剪下應力分布特徵，結合Prantle混合長理論和自相似學說，推求流速剖面表達式，建立摩阻流速和潮流加減速、風應力、密度梯度之間的聯繫。在此基礎上，通過河口實測資料動力解析，與傳統對數分布等進行比較，分析動力要素和摩阻特性參數之間的影響機理，提出摩阻特性參數如阻力係數、糙率等在潮流加減速和密度梯度力（泥沙）影響下的修正公式；最後將修正公式套用到數值模擬中進行分析驗證。通過本課題的研究，將豐富河口海岸水動力學中關於潮汐河口水流結構和摩阻特性理論方法體系，完善二、三維水流模型，提高潮汐河口水流模擬的精度，為進一步研究河口泥沙輸運過程奠定良好基礎。
結題摘要
河口水流摩阻特性對潮波傳播及近底泥沙輸運有重要影響，一直是河口海岸水動力學與泥沙研究中的核心問題之一。流速剖面反映了徑流、潮流、風生流和密度流等動力因素的相互作用，蘊涵著複雜的動力學機制。本項目的總體思路是：通過水動力方程，分析水體在潮流、徑流、風應力和密度梯度力作用下的剪下應力分布特徵， 採用Prantdl混合長理論和自相似學說，推求流速剖面表達式， 建立摩阻流速和其他動力要素參數之間的聯繫。在此基礎上，通過河口實測資料動力解析，分析動力要素和摩阻特性參數之間的影響機理。最後，根據理論解析的結果，修正數值模擬算法，提高數值模擬精度。經過了三年的研究，得到了徑潮流、風、密度流對流速剖面的影響規律和理論模式，具體包括：（1）分別分析了潮流、徑流、風應力和密度梯度對紊流剪下應力的影響規律；（2）分析了風應力影響下的流速剖面和摩阻特性參數變化規律；（3）從理論上推求了密度梯度影響下的紊流剪下應力，渦粘係數和流速剖面；（4）基於實測資料分析了江蘇近海紊流切應力的變化特徵；（5）對長江口的流速剖面進行動力解析，分析了摩阻特性參數和動力要素的相關性。通過本課題的研究，將豐富河口海岸水動力學中關於潮汐河口水流結構和摩阻特性理論方法體系，完善二、三維水流模型，提高潮汐河口水流模擬精度，為進一步研究河口泥沙輸運過程奠定基礎。
