矩形明渠中的边壁与床面剪切力
流体动力学
2017-09-22 v3
摘要
本文研究了速度梯度和二次流对矩形明渠边壁与床面之间剪切力分布的影响。我们表明，忽略二次流的影响并假设零剪切分界线无法得到可接受的结果。据此，我们引入了一种确定作用于矩形明渠边壁和床面上的总剪切力百分比的方法，该方法同时考虑了速度梯度和二次流。利用通道平分线（沿其无二次流影响）以及等速线的正交轨迹（沿其无剪切应力），我们将通道横截面划分为三个主要子区域，即床面区域、边壁区域和共享区域。给定最大流速的位置，推导了每个子区域的几何形状。随后计算了床面和边壁剪切力在共享区域中的份额。床面和边壁剪切力的结果与实验数据吻合良好，对于常规流动和携带悬移质的流动，平均相对误差均小于 5%。该方法还提供了由物理驱动的边壁与床面剪切力范围，很好地覆盖了实验数据。
引用
@article{arxiv.1611.01608,
title = {Wall and Bed Shear Force in Rectangular Open Channels},
author = {Sasan Tavakkol and Amir Reza Zarrati},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.01608},
year = {2017}
}