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勞斯,H.—勞斯公式推導(dǎo)者

2017-03-01 07:23:36
河北水利 2017年12期
關(guān)鍵詞:懸移質(zhì)水力學(xué)含沙量

勞 斯 ,H.(Hunter Rouse,1906-1983年),美國現(xiàn)代水力學(xué)的奠基人。俄亥俄州人,早年在德國卡爾斯魯厄大學(xué)學(xué)習(xí),獲得博士學(xué)位,后隨著名水力學(xué)家雷博克.T工作兩年。1929-1939年間他先后在麻省理工學(xué)院、哥倫比亞大學(xué)和加利福尼亞理工學(xué)院任教,1939年任艾奧瓦大學(xué)教授,主持艾奧瓦水利研究所的日常研究工作多年,1966-1972年任該校工學(xué)院院長。

勞斯的研究領(lǐng)域極其廣泛,綜觀其一生,可以看出他對相似律、射流和堰流、噴射擴(kuò)散、邊界粗糙度、沉積物懸浮等都進(jìn)行過深入的研究,通過對這些問題的研究、總結(jié)、觀察和分析,他編寫了多種水力學(xué)、流體力學(xué)教材和專著,在1938-1976年間先后編撰了《水利工程師水力學(xué)》、《初級流體力學(xué)》、《流體力學(xué)基礎(chǔ)》、《水力學(xué)史》、《高等流體力學(xué)》、《水力學(xué)在美國》等著作,這些著作不僅奠定了他作為水力學(xué)家的地位,而且還受到了全世界水力學(xué)界的重視。

勞斯不僅在水力學(xué)方面有突出貢獻(xiàn),他對泥沙研究的發(fā)展亦功不可沒。他曾由泥沙擴(kuò)散方程導(dǎo)出含沙水流懸移質(zhì)泥沙含沙量垂線分布公式:[式中S為垂線上距床面高度為y點處的含沙量(千克/立方米);Sa為垂線上距床面高度為a的參考點處含沙量(千克/立方米);h為水深(米);a為參考點距床面距離(米);Z為懸浮指標(biāo)理論計算值,Z=ω/kU為卡門系數(shù),對挾沙水流取0.376]。此公式基本上表達(dá)了懸移質(zhì)相對含沙量沿垂線分布的規(guī)律。許多學(xué)者利用原型觀測資料和試驗室資料驗證了該公式結(jié)構(gòu)形式是比較符合實測狀況的,特別是在顆粒較細(xì)且濃度較小時,勞斯公式與實測資料比較符合,同時也發(fā)現(xiàn)了勞斯公式存在的一些問題。盡管該公式存在如計算水面含沙量為零,床面含沙量無窮大等問題,但由于其結(jié)構(gòu)形式簡單,且基本上能反映實際情況,亦可以用來計算沉沙池含沙量沿垂線分布,是目前在國際范圍內(nèi)應(yīng)用最廣泛的一個公式,世人稱之為勞斯公式。

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