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压强脉动

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所属类别:水工建筑物

基本信息

中文名称:压强脉动
外文名称:

紊流中任一点的压强值围绕其时间平均值随机变化的现象。在某一空间点观测时,紊流运动要素(流速、压强)呈现随时间急剧波动的现象称为水流脉动。因紊流中各层质点互相掺混所引起。研究紊流时,广泛采用时间平均法。表示压强脉动值的常用符号为p′(即脉动压强),p′可为正值亦可为负值。

,式中,p为流区内某一点的瞬时压强;

为该点处在一足够长的时段内(0~T)的平均压强,即

。此外,脉动的强烈程度和特性还表现在脉动频率的高低。

紊流中压强的脉动增大了建筑物的瞬时荷载。当压强脉动的主频率与建筑物的自振频率相接近时,还有可能引起建筑物发生共振。在高速水流中的压强脉动常常与水流的掺气量有关,脉动压强最大的负波峰增加了发生空化的可能性。压强脉动的时间变化过程主要依靠实验测得,并可以对实测脉动压强进行频谱分析。

在紊流中,对任一作用面上各点脉动压强值的总和称为脉动压力。由于在一个坝身泄水孔壁作用面上各点的压强脉动值有正有负,因此,面上的脉动压力比各点的压强脉动的最大值总和要小,且随着所选定的作用面积加大,面上的脉动压力值会显著衰减。而压力脉动的频率是较低的,且与承压面积改变的关系较小。

  
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