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泥石流圆柱绕流尾迹特征研究

泥石流,圆柱绕流,尾迹特征

预测泥石流通过圆柱形障碍物时的尾流形态对灾害评估、预警机制、疏散规划、工程设计和生态保护至关重要。该研究可为相关决策流程提供科学依据，从而降低泥石流灾害的风险与影响。本研究通过水槽循环试验中观测到的泥石流稳态运动，提取了泥石流圆柱绕流痕迹的形态特征，提出了理论预测公式并与实测数据进行了对比。结果表明，泥石流圆柱绕流痕迹的形态可描述为类似壁面射流形成的弓形波（障碍物上游面由向上壁面射流形成的弓形波），上游来流主要通过壁面射流和侧向射流形式排出。研究结合空气动力学理论与现有文献，推导出决定绕流痕迹形态的三个关键参数计算公式，其预测结果与实验数据高度吻合，显示出优异的预测精度。