一种河工动床模型试验加糙方法及加糙载体的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种河工动床模型试验加糙方法，同时还涉及相应的加糙载体，属于河流泥沙工程研究【技术领域】。该方法步骤为：建立模拟河工动床模型，选择加糙载体，确定加糙间距P，求得加糙载体分布横距Z和纵距H；将加糙载体插入模拟河工动床模型内，形成梅花形布局的加糙表面。采用本发明后，不仅相似度高、操作方便，而且可以根据不同的加糙需求，通过间距的适当调整，满足模型水位、流速流向、潮流量、分流比等相似要求，十分巧妙合理。
【专利说明】一种河工动床模型试验加糙方法及加糙载体
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种河工动床模型试验加糙方法，尤其是一种河工动床模型试验塑料花加糙方法，同时还涉及相应的加糙载体，属于河流泥沙工程研究【技术领域】。
【背景技术】
[0002]物理模型试验是当前研究重大涉水工程问题的重要手段之一。受试验场地、水深等条件限制，物理模型通常需做成变态模型。
[0003]为了满足模型阻力相似要求，变态模型常常需要人工加糙来达到阻力相似要求。在河工动床模型试验中，前人提出了采用插竹竿、水中拉铅丝或其他类似的阻水物等方法来满足阻力相似要求。但上述现有技术对水流结构垂向分布等有明显影响，加之操作难度较大，因此在实际模型试验中采用较少。此外，在径流河段动床模型试验中，前人提出了模型设计时重力相似准则适当偏离来解决阻力相似的问题。而对于潮汐河口动床模型来说，重力相似和阻力相似准则二者必须同时满足，因此有必要研究动床模型新的加糙方法，从而为动床模型试验设计和验证工作提供重要技术依据
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于:针对上述现有技术存在的缺陷，提出一种可以同时满足重力相似和阻力相似准则，并且相似度高、操作方便的河工动床模型试验加糙方法，同时给出相应的加糙载体。
[0005]为了达到以上目的，本发明的河工动床模型试验加糙方法包括以下步骤:
[0006]第一步、建立模拟河工动床模型，按泥沙运动相似要求选取模型沙，在模型内铺设模型泥沙(铺沙厚度一般取0.10~0.30m)；
[0007]第二步、以中心具有垂向穿孔的花形塑料件作为加糙载体；
[0008]第三步、根据河工动床床面阻力可叠加性原理，借助下式得出动床模型试验水深h、加糖间距P、加糖如床面糖率nf、加糖后床面糖率ns关系表
【权利要求】
1.一种河工动床模型试验加糙方法，其特征在于包括以下步骤:包括以下步骤: 第一步、建立模拟河工动床模型，按泥沙运动相似要求选取模型沙，在模型内铺设模型泥沙； 第二步、以中心具有垂向穿孔的花形塑料件作为加糙载体； 第三步、根据河工动床床面阻力可叠加性原理，借助下式得出动床模型试验水深h、加糖间距P、加糖如床面糖率nf、加糖后床面糖率ns关系表
其中:nf —加糙前床面糙率； ns 一加糙后床面糙率； R 一水力半径(cm)—等于过水断面面积除以湿周； h 一试验水深(cm)； F—单个加糙载体所占的床面面积(cm2)； d 一单个加糙载体体积(cm3)； Cd—阻力系数； I 一加糙载体影响水流的代表尺度，等于加糙载体高度； a 一单个加糙载体迎水面面积(cm2)； P —加糙载体的加糙间距(cm)，P=V^7Z ； Z—为平行于水流方向的加糙载体分布横距(cm)； H—为垂直于水流方向的加糙载体分布横距(cm)； 并根据动床模型实际试验水深、加糙前床面糙率，以及所需达到的加糙后床面糙率，按关系表确定加糖间距P ； 第四步、择定纵距z和横距H的比例关系，再根据公式P= VTFi求得平行于水流方向的加糙载体分布横距Z以及垂直于水流方向的加糙载体分布纵距H ； 第五步、将加糙载体中心穿孔穿入金属插件后，按求得的纵距和横距在四角以及对角交叉中心间隔分布插入模拟河工动床模型内的泥沙表面定位，形成梅花形布局的加糙表面。
2.根据权利要求1所述的河工动床模型试验加糙方法及，其特征在于:铺沙厚度取0.10 ~0.30m。
3.根据权利要求2所述的河工动床模型试验加糙方法，其特征在于:加糙载体分布横距Z与纵距H之比为0.4-1.2。
4.根据权利要求1至3任一所述的河工动床模型试验加糙方法采用的加糙载体，其特征在于:具有基座，所述基座中心具有垂向穿孔，且周圈具有均布的花瓣状延展翼。
【文档编号】E02B1/02GK103643652SQ201310521395
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】夏云峰, 吴道文, 徐华, 张世钊, 杜德军, 闻云呈, 王晓俊 申请人:水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院