含泥沙两相流体与固体间界面波传播特性研究

基本信息
批准号:11574072
项目类别:面上项目
资助金额:73.00
负责人:韩庆邦
学科分类:
依托单位:河海大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:姜学平,贾静,童紫薇,齐立华,谢友鹏,张雨
关键词:
超声检测声学换能器两相流体超声成像传播模式转换
结项摘要

Two-phase liquid that contains sediment widely exists in rivers and coastal oceans; the measurement of sediment characteristics plays an important role in water resources and hydropower engineering construction, hydrological, soil erosion, soil erosion control, etc. There exists direct relationship between interface wave propagations along liquid/ solid interface and the sediment characteristics. This project will focus on the fluid-solid interface wave propagation mechanism in the two-phase liquid. Through the analysis of sediment suspension, high concentration slurry and porous viscoelastic solid acoustic model, combining with the wave equation and the boundary conditions, the frequency equation will be built and solved ; by the research of liquid-solid interface wave propagation characteristics, the relation between liquid -solid interface wave and the sediment characteristics can be found. Meanwhile, the numerical simulation of fluid-solid interface wave acoustic field will be performed and various parameters influence on waves will be analyzed; the experiment will be designed, through the experimental data and signal processing, using the optimization inversion parameters such as particle size of sediment concentration, the theoretical results may be verified. The research on two phase liquid -solid interface wave is significant for sediment features detection in fluid.

含泥沙两相流体广泛存在于大坝,河流及近海海洋之中,水体泥沙特性的测量,在水利水电工程建设、水文观测预报、土壤侵蚀研究、水土流失治理等方面,是一个十分重要的问题。在流固界面存在的流固界面波传播特性与泥沙特性有直接的关系,本项目将重点研究在含泥沙流固界面中存在的界面波的传播机理。通过分析研究含泥沙悬浮液、高浓度泥浆及多孔粘弹固体声学模型,结合严格的波动方程及边界条件建立界面波的频率方程;求解频率方程,研究流固界面波的传播特性,建立流固界面波波速、频散、衰减等传播特性与泥沙含量的定量关系;数值仿真流固界面波声场,分析各参量对流固界面波传播特性的影响;设计实验,通过实验采集数据并进行信号处理,利用优化算法反演泥沙含量粒径尺寸等参数,验证理论结果,为实际应用流固界面波检测流体中泥沙特性奠定一定的理论基础。

项目摘要

含泥沙两相流体广泛存在于大坝,河流及近海海洋之中,水体泥沙特性的测量,在水利水电工程建设、水文观测预报、土壤侵蚀研究、水土流失治理等方面,是一个十分重要的问题。在流固界面存在的流固界面波传播特性与泥沙特性有直接的关系,本项目重点研究了在含泥沙流固界面中存在的界面波的传播机理。通过分析研究含泥沙悬浮液、高浓度泥浆及孔隙粘弹固体声学模型,结合严格的波动方程及边界条件建立界面波的频率方程;求解频率方程,研究流固界面波的传播特性,建立了流固界面波波速、频散、衰减等传播特性与泥沙含量的定量关系;建立了仿真模型,利用有限元数值仿真流固界面波声场,分析各参量对流固界面波传播特性的影响;设计实验装置,通过实验采集数据并进行信号处理,利用优化算法反演泥沙含量粒径尺寸等参数,验证了理论结果,为实际应用流固界面波检测流体中泥沙特性奠定一定的理论基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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