结论
溃坝洪水波作为一种严重灾害性的水体流动现象，一直是国内外水利工程领域非常重要的研究方向。本文通过 PIV 与 BIV 结合的方法，对溃坝波运动内部流场进行测量研究，通过内部流场进一步分析溃坝波掺气运动特征。主要成果及结论如下：
（1）首先根据 PIV 及 BIV 技术的原理，结合实验室实际情况搭建了一个生成溃坝波的实验平台，通过利用同步器与电磁铁控制重物下落的实验设计，提高溃坝波生成的同步性。经过 20 次实验重复测量的结果表明，速度矢量较为平滑，实验结果已经足够收敛，实验具有较好的重复性和可靠性，满足取系综平均时的可重复性要求。
（2）在将 PIV 及 BIV 技术测量的结果结合的过程中，本文提出基于人工智能的气泡区域识别方法，通过 BP 神经网络、卷积神经网络等不同的识别方法进行综合比较，卷积神经网络的准确率最高，识别准确率达 99.78%。并基于 MATLAB 平台开发出相应的人工智能识别软件，在实验数据的处理中大大降低人工识别的复杂性和时间损耗，为PIV 及 BIV 结合的技术做出了改进。
（3）针对水平干河床下瞬间全溃产生的溃坝波运动过程，通过高速相机捕捉其演化过程全景，得到水位随时间的变化，并将其与理论解进行对比。结果表明溃坝初期闸门上游根据非线性浅水方程得到的理论解与实验结果有一定的偏差，偏差随着时间的推移而减小。通过对上游的流场特征分析，上游的偏差来自于溃坝初始阶段垂向速度的存在以及水平速度沿垂线分布不均匀，这与浅水方程的基本假设不符。当时间逐渐推移，垂向速度会不断减小，水平速度分布逐渐均匀，理论解的偏差也随之减小。
（4）结合 PIV 及 BIV 的技术，对水平干河床下瞬间全溃产生的溃坝波砰击下游直墙的运动过程进行了精确测量，获得了溃坝波砰击下游直墙时掺气运动的内部流场。流场结果揭示了溃坝波砰击直墙时的物理现象，溃坝波砰击直墙后波形破碎，水体向上爬高后向上游进行反卷，同时产生各种不稳定的射流与液滴飞溅，反卷时水流主体包裹气体形成一个逆时针的水气两相流旋涡，在爬高和反卷时直墙根部均存在一个运动方向相反，范围相对较小的顺时针低速旋涡，低速漩涡涡量随时间的推移不断减小。
参考文献（略）
