商品簡介
本書章主要介紹了內孤波的基本內容、樁柱局部衝刷的研究動態以及泥沙輸運研究方法，並概要總結了本書的內容。第2章包括數值模擬模型基本理論、數值求解方法，詳細闡述了作者提出的可提高動床床面跟蹤精度的數值模擬算法，包括河床矯正算法以及切割平面法。第3章開展純流工況下橋墩局部衝刷的直接數值模擬研究，旨在得出純流條件下局部衝刷產生機理。第4章研究了非線性作用下內孤波對標量的輸運特徵，總結內孤波爬坡破碎過程中對標量濃度的輸運規律。在此基礎上，第5章研究分析內孤波對不規則地形上樁基局部造床作用，總結了局部造床作用規律，並闡釋其機理。第6章為本書的研究總結、創新性成果以及展望。
本書總結了作者近年來在分層流內波與床面泥沙衝淤方面的研究成果，旨在為致力於大體積分層水體研究的學者及研究生提供一本關於內波及其造床機理與物質輸移模擬的參考書。
目次
章 緒論
1.1 密度分層環境下的內波
1.1.1 內波概述
1.1.2 內波基礎理論研究現狀
1.1.3 內波生成、演化與耗散過程研究
1.2 樁柱周圍的局部衝刷
1.2.1 樁周水流結構特徵
1.2.2 影響衝刷坑發展的主要因素
1.3 泥沙輸運理論
1.3.1 泥沙起動研究
1.3.2 泥沙輸運的經驗公式
1.4 內孤波環境下樁基衝淤研究的難點
1.5 本書主要研究工作
第2章 三維水沙動床數學模型建立方法
2.1 分層環境下三維水沙運動控制方程
2.1.1 水流運動控制方程
2.1.2 標量輸運控制方程
2.1.3 流體密度控制方程
2.2 控制方程的數值求解
2.2.1 網格布置
2.2.2 時間差分格式
2.2.3 空間差分格式
2.3 浸沒邊界法
2.3.1 浸沒邊界法基本原理
2.3.2 浸沒邊界法計算的基本流程
2.3.3 插值函數與分布函數的選取
2.4 邊界條件
2.4.1 入流邊界
2.4.2 出流邊界
2.4.3 周期型邊界
2.4.4 固壁邊界
2.5 泥沙模型的建立
2.5.1 泥沙起動模型
2.5.2 懸移質模型
2.5.3 推移質模型
2.5.4 動床模型
2.6 河床矯正算法
2.6.1 SBAM算法理論基礎與技術實現
2.6.2 中心節點的分類
2.6.3 各類節點調整公式的建立
2.6.4 河床矯正算法的有效性檢驗
2.7 複雜河床法向量計算方法
2.7.1 切割平面法
2.7.2 切割平面法誤差分析
2.8 內波條件下泥沙起動矯正
2.9 本章小結
第3章 純流條件下的圓型樁柱局部衝刷研究
3.1 樁柱繞流水動力及泥沙起動模型驗證
3.1.1 圓柱繞流算例驗證
3.1.2 矩形斷面明渠含沙水流算例驗證
3.2 純流下樁柱局部衝刷的直接數值模擬
3.2.1 圓型樁柱局部衝刷計算工況設計
3.2.2 樁柱周圍水流結構
3.2.3 樁柱局部地形隨時間的發展
3.2.4 衝刷坑形成與發展機理探討
3.3 樁柱局部衝刷定床實驗研究
3.3.1 低速風洞實驗裝置
3.3.2 工況設置和實驗步驟
3.3.3 風洞實驗結果分析
3.3.4 實驗誤差分析
3.4 本章小結
第4章 非線性作用下內孤波對標量的輸運規律
4.1 內孤波與射流相互作用的算例驗證
4.1.1 內孤波傳播與理論驗證
4.1.2 內孤波爬坡與實驗驗證
4.1.3 動量射流算例與實驗驗證
4.2 下陷內孤波對斜坡地形上標量的輸運規律
4.2.1 工況設計
4.2.2 內孤波對斜坡標量輸運階段的劃分
4.2.3 斜坡標置非恒定輸運規律
4.3 上凸內孤波對標量射流的輸運作用
4.3.1 工況設計
4.3.2 內孤波與射流的相互作用
4.3.3 內孤波對標量射流的輸運動力
4.3.4 內孤波輸運標量射流的空間尺度
4.4 本章小結
第5章 內孤波對斜坡上樁基的造床作甩
5.1 工況設計
5.1.1 三維分層數值水槽
5.1.2 樁柱位置設計
5.1.3 泥沙參數設計
5.2 內孤波作用下的樁基局部地形變化
5.2.1 樁基局部地形形態
5.2.2 衝刷坑深度隨時間的發展
5.3 樁基局部衝刷作用產生機理
5.3.1 內孤波破碎前的樁基衝刷效應
5.3.2 內孤波破碎後的樁基衝刷效應
5.4 柱基局部淤積作用產生機理
5.4.1 懸移質濃度的橫向輸移對淤積的影響
5.4.2 懸移質濃度的垂向分布對淤積的影響
5.5 影響樁基衝淤特性的因素
5.5.1 內孤波波幅與斜坡坡度的影響
5.5.2 樁柱位置的影響
5.6 本章小結
第6章 結論與展望
6.1 研究成果與主要結論
6.2 創新性成果
6.3 展望
參考文獻
