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风沙流沙粒浓度廓线的风洞实验研究

刘小平  
【摘要】:本文根据系统的风洞实验研究了风沙流跃移层中的沙粒浓度廓线,即沙粒浓度随高度的变化规律。我们用激光粒子动态分析仪研究了风沙流的速度廓线,即风沙流速度随高度的变化,结果表明,风沙流沙粒的平均水平速度分量廓线方程为幂函数,沙粒的平均水平速度随高度和风速的增加而增加,随沙粒粒径的增加而减小。用集沙仪测量了风沙流结构,结果表明,输沙量沿高度服从负指数分布。根据观测的风沙流沙粒的平均水平速度和输沙率,计算了风沙流中的沙粒浓度。结果表明,风沙流跃移层中的沙粒浓度随高度的增加呈现衰减的趋势,服从负指数分布:c_z=ae~(-bz),其中C-z为高度z处的沙粒浓度,a和b为常数。如果将式子转化为对数形式,即为:lnc_z=lna-bz,那么b为直线的斜率。系数b表征沙粒浓度随高度变化的衰减率。系数b随风速和沙粒粒径的增加而减少,说明随风速和粒径的增加,更多的沙粒输送到更高的高度。

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