湍流相干结构作用下床面泥沙悬浮机理与定理模式研究

床面泥沙上扬的定量化是解决泥沙运动力学及其工程应用领域若干基本问题的一大障碍。已有方法强裂依赖于经验，局限性明显。湍流相干结构主要表面为湍流猝发过程中的扫掠和喷射等一系列拟序事件，交配着床面泥沙的上扬与悬浮。基于这一力学机理，本项研究首次构造了光滑和沙波床面上泥沙上扬通量的理论模式。将其应用于建立明渠水流挟沙力的理论模型和泥沙数学模型近底边界条件，已为大量实测料所证实。另外，发现了悬移质泥沙对湍流结构的影响和泥沙粒径与湍流尺度的相对大小之间存在明显一致的规律。这一系列成果已发表在本领域权威学术刊物上，不仅为传统的、强烈依赖于经验的泥沙研究开辟了新方向，而且可直接应用于工程泥沙实践。