Вектор расхода наносов в турбулентном потоке над размываемым дном.
А. Г. Петров, П. Г. Петров
Институт проблем механики РАН, 117526 Москва
Аннотация
Рассмотрена проблема определения расхода
наносов турбулентным потоком жидкости
над размываемой поверхностью
произвольного рельефа c конечным уклоном
дна. Поверхность дна отделяет
неподвижную сыпучую среду (песок) от
движущейся двухфазной среды смеси
жидкости и твердых частиц. Среда
вовлекается в движение под действием
касательного напряжения жидкости. В
среде действуют закон Кулона трения
сыпучей среды и закон Прандтля
турбулентного трения жидкости. В
результате решения краевой задачи для
движения двухфазной смеси жидкости и
твердых частиц получена общая формула
расхода наносов. Вектор расхода наносов
выражен через вектор касательного
напряжения на дне, вектор уклона дна и
функцию распределения твердых частиц в
донном слое при произвольном рельефе дна
с конечным уклоном. Показано, что расход
наносов слабо зависит от детального
распределения частиц в придонном слое.
Получены условия обрушения поверхности
дна. Формула расхода наносов позволяет
записать замкнутую систему уравнений,
определяющую процесс размыва дна в русле
реки или канала.
|
