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振動シートフローにおける速度歪度による正味堆積物輸送の生成

沿岸の短波に起因する振動流の速度は、通常、波の伝播と浅瀬で尖った狭い流れの山と平らな広い流れの谷で歪められます。堆積物と水の間の相互作用と堆積物粒子間の衝突は、せん断応力が大きく堆積物濃度が高いシートフロー層で明らかに強い。通常、余分な電流が速度に歪んだ振動シート流に課され、形態学的研究に不可欠と考えられる非常に複雑な境界層流と堆積物輸送プロセスを生成します。

定性的アプローチと 2 段階の数値モデルを適用して、現在と組み合わされた速度歪んだ振動流に起因するシート フローにおける正味の堆積物輸送の生成を研究します。定性的アプローチは、疑似層流境界層速度と堆積物濃度の指数近似の統合であり、質量保存を考慮します。

波の境界層の厚さは、質的アプローチによる土砂輸送プロセスで重要であることが示され、瞬間的な土砂輸送速度の指数 (q/qm ) 速度の指数関数 (U/Um ) は一般に、位相残差の増加に伴って減少するように統一できます。瞬間的な変数は二相モデルによって合理的に得られ、速度の歪みによって引き起こされる正と負のフロー段階間の違い (すなわち、侵食深さ、境界層の厚さ、堆積物フラックス、および輸送速度) が示されています。正味の境界層の流れと土砂輸送の生成

電流と組み合わされた純粋な速度歪曲振動流におけるシート流輸送に対する位相遅れと境界層流の影響を研究した。正と負の流れ段階の波の境界層の発達は異なり、流れの頂点付近の波の境界層の厚さは、純粋に速度が歪んだ流れの速度の歪みにより、流れの谷付近の厚さよりも大きくなります。非対称の波境界層は、速度のゆがみにより、負の正味の波境界層流れ成分をもたらします。余分な正の電流は、乱流波境界層の非対称性を高めて負の正味の波境界層流れ成分を拡大し、負の電流は乱流波境界層の非対称性を減少させ、正味の波境界層流成分を減少させます。

位相残留が大きい場合、周期的な侵食の深さと濃度分布はほぼ一定であり、q/qm につながります。 ≈U/Um 、および総正味境界層流量は、正味土砂輸送をほぼ決定します。小さな位相残留ケースでは、正味の堆積物輸送は、シートフロー層の底部の総正味境界層流と、周期的な濃度と速度の変動が明らかな初期層の上の波に関連した輸送によって支配されます。この場合、瞬間的な土砂輸送は q/qm で概算できます。 ≈(U/Um ) これは、位相残差のない既存の瞬時型式に近いものです。

結論として、位相遅れ効果は重要であるが不十分であることが示されていますが、波の境界層の発達における正と負の流れの段階間の非対称性も、

これらの調査結果は、ジャーナル Advances in Water Resources に最近掲載された、振動シート フローにおける速度歪度による正味堆積物輸送の生成というタイトルの記事で説明されています。 .この作業は、中国農業大学の Xin Chen、Fujun Wang、Xuelin Tang、中国地質調査所の Yong Li、中国水資源水力研究所の Genfa Chen によって実施されました。


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