动床阻力与应用
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(0)河流动力学概念:研究冲积河流在自然状态下以及受人工建筑物影响以后河道水流、泥沙运动规律和河床演变规律及其应用的学科。
主要研究内容: 水流结构:研究水流内部运动特征及运动要素的空间分布;泥沙运动:研究泥沙冲刷、搬运和堆积的机理; 河床演变:研究河流的河床形态、演变规律以及人为干扰引起的再造床过程; 河床变形预测:研究预测水流、泥沙运动及河床冲淤演变的方法.研究方法: 理论分析, 室内试验,现场观测,数值计算(1)河道水流的基本特性:河道水流的二相特性;河道水流的三维性;河道水流的不恒定性;河道水流的不均匀性河道水流的水流结构:主流,副流,环流二维明渠流速的分布规律:1.直线层,也成粘滞底层,切应力只有粘滞切力,流速按直线分布2.过渡层,粘滞切力与紊动切力同时存在,流动是层流和紊流的过渡区,该层没有统一的流速分布公式,近似按直线层或对数层公式计算3.对数层,切应力主要是紊动切应力,流速按对数分布4外层区.在对数层以上到水面的区间,切力主要是紊动力,流速分布常以缺速公式表示,故也称缺速区。
流速分布要受上部边界影响,与边壁糙率也有一定关系。
河道水流阻力分解图:见ppt1 76页明渠二维流的阻力损失表达方式:见ppt1 77页(3)按运动状态分,泥沙的运动形式有:(床沙),推移质、悬移质泥沙交换现象:推移质泥沙运动特点:间歇性、置换性、速度小、跳跃性、数量少、消耗时均能量 悬移质泥沙运动特点:速度大、悬浮性、置换性、数量多、消耗紊动能冲泄质:河流挟带的泥沙中粒径较细的部分,且在河床中数量很少或基本不存在的泥沙。
床沙质:河流挟带的泥沙中粒径较粗的部分,且在河床中大量存在的泥沙。
两者主要区别:1.前者是非造床质泥沙,后者是造床质。
2.前者粒径较小,后者粒径较大3.前者在水流中的含量不仅取决于水流条件,还与河段上游流域供沙条件有关。
推移质~悬移质与床沙质~冲泄质命名的区别:前者按运动方式分;后者按造床作用、颗粒大小和泥沙来源分。
(0)河流动力学概念:研究冲积河流在自然状态下以及受人工建筑物影响以后河道水流、泥沙运动规律和河床演变规律及其应用的学科。
主要研究内容: 水流结构:研究水流内部运动特征及运动要素的空间分布;泥沙运动:研究泥沙冲刷、搬运和堆积的机理; 河床演变:研究河流的河床形态、演变规律以及人为干扰引起的再造床过程; 河床变形预测:研究预测水流、泥沙运动及河床冲淤演变的方法.研究方法: 理论分析, 室内试验,现场观测,数值计算(1)河道水流的基本特性:河道水流的二相特性;河道水流的三维性;河道水流的不恒定性;河道水流的不均匀性河道水流的水流结构:主流,副流,环流二维明渠流速的分布规律:1.直线层,也成粘滞底层,切应力只有粘滞切力,流速按直线分布2.过渡层,粘滞切力与紊动切力同时存在,流动是层流和紊流的过渡区,该层没有统一的流速分布公式,近似按直线层或对数层公式计算3.对数层,切应力主要是紊动切应力,流速按对数分布4外层区.在对数层以上到水面的区间,切力主要是紊动力,流速分布常以缺速公式表示,故也称缺速区。
流速分布要受上部边界影响,与边壁糙率也有一定关系。
河道水流阻力分解图:见ppt1 76页明渠二维流的阻力损失表达方式:见ppt1 77页(3)按运动状态分,泥沙的运动形式有:(床沙),推移质、悬移质泥沙交换现象:推移质泥沙运动特点:间歇性、置换性、速度小、跳跃性、数量少、消耗时均能量 悬移质泥沙运动特点:速度大、悬浮性、置换性、数量多、消耗紊动能冲泄质:河流挟带的泥沙中粒径较细的部分,且在河床中数量很少或基本不存在的泥沙。
床沙质:河流挟带的泥沙中粒径较粗的部分,且在河床中大量存在的泥沙。
两者主要区别:1.前者是非造床质泥沙,后者是造床质。
2.前者粒径较小,后者粒径较大3.前者在水流中的含量不仅取决于水流条件,还与河段上游流域供沙条件有关。
推移质~悬移质与床沙质~冲泄质命名的区别:前者按运动方式分;后者按造床作用、颗粒大小和泥沙来源分。
归纳总结蹦床模型物理知识蹦床模型是一种常见的娱乐设施,能够将人们的身体弹起,带来刺激和快乐的体验。
而这背后涉及到的物理知识是非常丰富的。
本文将对蹦床模型的物理原理和相关知识进行归纳总结,旨在加深我们对蹦床背后原理的理解。
一、弹性力与蹦床蹦床的核心原理在于弹性力的作用。
在蹦床模型上跳跃时,人体先与蹦床表面发生接触,接触面受到外力压缩,形成压缩能量。
接着,当人体开始离开蹦床表面,压缩能量会转化为弹性能量,推动人体向上弹起。
弹性力使得人体得以反弹,起到保护人体的作用。
二、弹力与弹簧蹦床模型的支撑系统通常使用弹簧来提供弹力。
弹簧是一种具有较大弹性变形的物体,当受到外力压缩时会发生压缩变形。
一旦外力解除,弹簧便会恢复原状,并向外施加一个与压缩力相等大小但方向相反的弹力。
这就是我们常说的胡克定律。
由于弹簧的特性,它能够提供持续的弹力,使得蹦床表面保持一个合适的弹性程度。
三、负重与蹦床蹦床模型具有较强的承重能力,这要归功于蹦床的设计和材料选择。
通常情况下,蹦床的支撑框架由钢材制成,具备良好的强度和稳定性,能够承受人体的重量。
而蹦床的弹簧也经过严格的选择和测试,确保能够承受跳跃时的冲击力。
在蹦床运动中,合理分配重心并采取正确的姿势,能够最大限度地发挥蹦床的负重能力。
四、角动量守恒在蹦床模型上跳跃时,人体绕着自身的中心旋转,这是由角动量守恒定律所决定的。
根据角动量守恒定律,当物体不受外力作用时,它的角动量保持不变。
在蹦床运动中,当人体进行各种动作时,利用自身的肢体控制和调整,可以改变旋转的角速度和角动量。
人体旋转的速度和角动量的改变,给跳跃带来了更多的变化和趣味。
五、空气阻力在蹦床运动中,空气阻力也是不可忽视的因素。
当人体向上弹起时,会遇到空气阻力的作用,阻碍人体的上升速度。
空气阻力与物体的形状、速度和密度都有关系。
对于蹦床模型来说,设计上通常会考虑减小人体与空气之间的阻力,以使得跳跃更加顺利和高效。
六、安全性与蹦床蹦床模型的安全性一直备受关注。
河流变化是水流与河床相互作用的结果:水流是动力条件,河床是边界条件;通过泥沙交换来相互作用。
本课研究内容:水流结构,泥沙运动,河床演变及预测。
谢才公式曼宁公式对数流速垂线分布摩阻流速u*=(gHJ)0.5Chapter1干容重:烘干后土的重量除以未经扰动的土体体积。
影响因素:粒径,淤积深度,淤积历时1、单颗粒泥沙粒径:等容粒径,体积与泥沙颗粒相等的球体的直径:算术平均值几何平均值2、群体泥沙特征粒径:粒配曲线,中值粒径,表示大于和小于该粒径的泥沙重量占沙样总重量的50%;平均粒径,沙样内各泥沙粒径组的加权平均值,分组,组内平均粒径,百分数。
求和/总百分数近似关系:均方差分选系数,为1时沙样均匀3、细颗粒泥沙物化特征电化学性质:比表面积,颗粒表面积与体积之比,物化作用/重力作用,细颗粒泥沙比表面积。
双电层结构:细颗粒泥沙在含有电解质的水中,由于静电吸引作用,在颗粒周围形成吸附层和扩散层。
表面离子层+吸附层+扩散层=双电层结构。
双电层外为中性水束缚水=粘结水+粘滞水,不能传递静水压力絮凝现象:分子引力相互吸引,同号电荷相互排斥。
分散的颗粒相互吸引,聚合成结构疏松、类似棉花团的较大团粒或团块,成为絮团。
细颗粒泥沙在静电引力和分子引力作用下彼此聚合的过程叫做絮凝。
压密过程:在自重或外力作用下,絮团结构破坏,并逐渐压实。
淤泥,粒径小于0.03mm的泥沙,可固结多年4、泥沙沉降力学分析:沉速:单颗粒泥沙在无限大静止清水水体中匀速下沉的速度。
与泥沙粗细有关,故其绕流阻力和运动状态不同。
使用沉速公式判别流动状态,R=wD/v 沉速,粒径,运动粘滞系数5、球体沉降力学分析:有效重力、绕流阻力平衡,斯托克斯公式层紊6、张瑞瑾公式:粒径大,粘滞阻力小,粒径小,紊动阻力小。
常温下,D>4mm常温下,D<0.1mm7、因素影响沉速:泥沙形状(砾石卵石);水质,絮凝,沉速增加;含沙量,有效重力减少,沉速减小Chapter21、泥沙运动分类:推移质(接触质,跃移质,层移质),悬移质2、推移质、悬移质及交换:在河底附近,以滑动、滚动、跳跃或层移形式前进,速度远小于水流速度的泥沙(推)。