分层水体和障碍物对斜坡异重流运动特性的影响

摘要

开展一系列开闸式异重流沿斜坡运动的水槽实验.利用"双缸法"生成线性分层水体,通过高速摄像机记录异重流的发展过程,利用激光粒子图像测速技术(PIV)获取局部流场结构.结果表明:在有障碍物的情况下,异重流的头部速度变化过程为"加速-减速-二次加速-减速";在分层水体中,二次加速达到的最大速度比在均匀水体中约小50%.异重流在越过障碍物的过程中,会在障碍物的上前方出现非常明显的负向漩涡,从而加剧异重流与环境水体之间的掺混与交换,掺混强度随着障碍物高度的增大而增加.水体分层和障碍物的存在均会抑制异重流正向涡度场的发展,其中水体分层的抑制作用更强.