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波浪层移输运级配沙的瞬时输沙率公式

层移输沙,级配沙,非对称往复流,暴露隐藏效应,颗粒沉速,瞬时输沙率

层移输沙现象因对应巨大的底床切应力和输沙量，对海岸工程和海岸地貌影响显著而备受关注。自然界中的泥沙绝大多数都是级配沙。现有研究对波浪层移输运级配沙的复杂运动机理的认识仍不够完善，同时缺乏级配沙瞬时输沙率的计算方法。本文针对近岸常见波浪诱导的非对称往复流建立了级配沙层移输运的瞬时输沙率公式。该公式综合了往复流输沙的相差、加速度效应和紊流非对称边界层发展的作用，通过引入暴露和隐藏概率描述的暴露隐藏因子和不同组分相互影响的颗粒沉速来考虑级配效应，通过往复流水槽实验数据对瞬时输沙率公式进行了验证。结果表明，本文建立的瞬时输沙率公式对级配沙的瞬时输沙率、各组分净输沙率和总净输沙率均能取得较好的预测效果，并且优于传统的瞬时和半周期平均公式。基于该瞬时输沙率公式，本文进一步探讨了随最大流速变化泥沙级配对各组分净输沙率和总净输沙率的影响。