變態(tài)模型研究現(xiàn)狀與展望

王 兵

（山西省汾河中下游水務(wù)管理局，山西 太原 030002）

河工模型試驗的開展已有一個多世紀(jì)。自牛頓發(fā)表相似理論后，1870年弗汝德進(jìn)行船舶模型試驗并提出了著名的弗汝德相似定律。1875年法國學(xué)者Fargue改進(jìn)Bordeaux商港航務(wù)而進(jìn)行了第一個模型試驗，1885年雷諾運用相似定律進(jìn)行莫西河模試驗，1898年恩格斯在德國建立了一個第一個河流水力學(xué)試驗室，并于20世紀(jì)30年代接受我國的委托進(jìn)行了黃河的動床模型試驗。

我國在動床模型試驗方面起步比較晚，但半個多世紀(jì)以來，特別是近30年以來，在開發(fā)長江、黃河等水利資源利用工程中進(jìn)行了許多試驗工作，河工模型試驗理論與技術(shù)得到了很大發(fā)展。然而由于客觀條件和模型自身條件的限制，模型不得不做成變態(tài)形式。從理論上講，變態(tài)模型并不能完全滿足相似律的要求，在流場或泥沙運動方面可能產(chǎn)生不同程度的誤差。因此長期以來，河工模型變態(tài)問題成為眾多學(xué)者探討的重要課題。

河工模型作為一種研究手段，在河流規(guī)劃的正確制定、大型水利樞紐工程、河道治理與開發(fā)等工程的論證方面發(fā)揮了重要的作用，成為解決各種水利工程問題公認(rèn)的一種有效工具。但模擬理論和技術(shù)仍有不成熟之處，還不能完全滿足生產(chǎn)建設(shè)的要求，有待進(jìn)一步完善。針對模型變態(tài)問題，眾多學(xué)者進(jìn)行過大量的研究，模擬技術(shù)得到了較大的發(fā)展，但無論是幾何變態(tài)、時間變態(tài)對水流泥沙運動的影響，還是變率允許值的確定，現(xiàn)有研究成果不盡一致，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和方法，對河工模型應(yīng)用和實踐非常不利，亟待解決。……