作者：柳晓娜; 樊登星; 余新晓; 郑鹏飞; 王渝淞...大粗糙单元坡面流水力学特性绕流阻力
摘要：通过室内定床冲刷试验,选用砂布床面模拟土壤下垫面,选用砂布＋塑料半球体（直径为40mm）床面模拟大粗糙单元下垫面,在较大流量（2.81~84.43L/min）、坡度（2°~10°）范围内,系统研究了大粗糙单元对坡面流水动力学特性的影响。结果表明：（1）大粗糙单元床面的平均流速、平均水深和弗劳德数与流量之间均呈幂函数正相关关系;平均流速和弗劳德数与坡度之间均呈幂函数正相关关系,而平均水深与坡度之间呈幂函数负相关关系;阻力系数随雷诺数的增大而逐渐减小。（2）大粗糙单元增加了坡面流阻力,延缓了坡面流流速,雍高了坡面流水深,并使得水流流型由急流趋向缓流发展。（3）坡面流绕流现象明显,大粗糙单元周围水深的大小为迎水深（h_1）〉侧水深（h_2）〉背水深（h_3）,在较小坡度下（2°和4°）,h_1-h_3随流量的增大先增大后趋于稳定,在较大坡度下（6°,8°和10°）,h_1-h_3随流量的增大先增大后减小。（4）坡面流阻力由颗粒阻力和绕流阻力组成,绕流阻力占总阻力的29%~77%,绕流阻力随流量的增加而减小。研究结果可为坡面土壤侵蚀物理模型的构建提供一定理论依据。
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