结构力学求解器在无铰拱实例中的应用探讨

通过用结构力学求解器分析无铰拱实例与常规方法比较,显示了计算机方法的高效性和准确性,指出求解器水平分布荷载功能可能存在的问题.     

层状土壤条件下地下滴灌水氮运移模型及应用

基于土壤水分运动的动力学方程和溶质运移的对流-弥散方程,考虑地下滴灌灌水器流量随时间的变化,建立了层状土壤地下滴灌施用硝酸铵(NH4NO3)条件下水氮运移的数学模型。利用均质砂土(S)、均质壤土(L)、上砂下壤(SL)和砂土夹层(LSL)四种土壤的试验数据对模型进行了验证。结果指出,考虑土壤中灌水器流量随时间变化可稍改善土壤含水率和硝态氮的模拟精度。利用验证后的数学模型研究了灌水器流量(1.1、1.75和2.6L/h)、灌水器与犁底层相对位置对地下滴灌水氮分布的影响,模拟结果表明灌水器流量对含水率分布的影响不明显,但灌水器流量的增大可明显增加20~40cm土层硝态氮含量;灌水器与犁底层相对位置对水氮分布影响显著,灌水器位于犁底层中(埋深25cm)土壤表层干土层较薄、水氮向下运移深度较小,有利于减小土壤蒸发和避免水氮淋失。     

迷宫流道断面形状对灌水器水力性能的影响

为研究矩形迷宫流道断面形状对灌水器水力性能的影响,利用软件FLUENT6.1软件对5种流道断面形状不同的矩形迷宫流道内水流运动进行数值模拟,通过模拟得到的灌水器压力～流量关系和灌水器内水流流速分布分析得出：1）流量系数、流态指数均与断面湿周呈正相关,断面湿周越大流量波动性及对压力的敏感程度越大;2）流道断面湿周较小的L1型迷宫灌水器其流态指数小于其它4种,小于0.57,说明该灌水器内水流为紊流,其压力补偿性较高;3）灌水器流道内水流具有重复性;4）流道断面形状对灌水器内水流流速分布不会产生较大影响。因此,在灌水器流道断面为矩形且面积相同的情况下,流道断面为正方形的灌水器的水力性能要优于其它断面形状的灌水器,且流道断面湿周越小,灌水器的压力补偿性越高,系统灌溉均匀度越高。     

大型泵站水泵吸水池中流动稳定性研究

对于大型泵站水泵吸水池稳定性的研究,开展了两项工作.首先是防涡装置为了防止或减少漩涡在水泵吸水池内部的发生,在吸入口的下方,安装了一个"T"型的漩涡阻止器,并应用PIV测量了安装漩涡阻止器前、后吸水池内部的流场分布.通过对其流动特性进行深入分析发现,该阻止器能够有效地减小漩涡的发生.其次,应用试验手段对进水口前空气吸入涡的流态及其控制进行了研究;同时以计算方法为辅,对进水口前的流态进行了数值模拟,其中包括对进水口前自由表面的流态的相应的研究,即在计算中,使用VOF两相流动模型,对进水口前的流态进行了三维定常和非定常数值模拟,得到了进水口自由表面及内部流动的规律和空气吸入涡的完整吸入过程.     

水下循迹航行器水动力学性能数值研究

为了研究低速水下循迹监测航行器的水动力学性能数值计算问题,采用FLUENT软件和SST剪切应力输运模型,通过雷诺时均N-S方程分析流速一定的情况下,取不同攻角、不同水平舵角作为来流条件,研究未安装推进器以及安装推进器且其安装位置不同时,航行器的升力系数、俯仰力矩系数、表面压力分布和流场速度的变化规律。结果表明:在未安装推进器以及推进器的安装位置不同时,随着攻角的变化,升力系数呈线性变化,俯仰力矩系数呈非线性变化;随着水平舵角的变化,升力系数和俯仰力矩系数呈线性变化。当推进器安装在航行器头部时,对航行器流场压力和流场速度变化影响最大;当安装在航行器尾部时,对二者影响最小。对于低速航行器,应尽量将推进器安装在中间靠后位置,以提高航行器的水动力性能。升力系数的试验结果与数值仿真结果之间最大相差7. 51%,阻力系数的试验结果与数值仿真结果最大相差5. 84%,均吻合较好。研究结果可以为低速水下循迹航行器的优化设计和发展提供理论参考。     

减压型和低阻型倒流防止器的防倒流性能探讨

目前业内对于低阻型倒流防止器存在一定争议.在介绍减压型和低阻型倒流防止器的结构和原理的基础上,对这两种倒流防止器的防背压回流性能和防虹吸回流性能进行探讨,揭示出两种倒流防止器的防倒流性能的区别所在;对泄水阀和弹簧的刚度在防倒流中起到的重要作用进行研究,找出了减压型倒流防止器之所以"减压"和低阻型倒流防止器"低阻"的根本原因,最后得出了低阻型倒流防止器不属于倒流防止器的结论.     

地下滴灌灌水器堵塞特性田间评估

以运行2年的日光温室番茄地下滴灌系统为对象,通过对灌水器流量进行测试,分析了滴灌带埋深、施肥次数、施肥量和土壤层状结构等对灌水器堵塞程度及灌水均匀性的影响.滴灌系统包括滴灌带埋深为0、15和30cm的33个小区,2年累计施肥次数的变化范围为0～19,累计施尿素量变化范围为0～1 023kg/hm2.结果表明,运行2年后地表和地下滴灌灌水器发生了轻微堵塞,其中流量降低超过25%的灌水器占2.7%,完全堵塞的灌水器占2.1%;施肥次数、施肥量和土壤层状结构对堵塞的发生没有明显影响,地表滴灌比地下滴灌堵塞略为严重;未发现根系入侵造成的灌水器堵塞.对发生堵塞灌水器在系统中的位置进行调查后发现,大部分堵塞灌水器位于毛管的最末端.为了定量评价灌水器堵塞程度对灌水均匀性的影响,建立了灌水器流量变差系数与流量降低百分数之间的回归关系,结果表明灌水器流量均匀系数随堵塞引起的流量降低百分数的增大而线性增大.     

滴灌系统运行方式对砂壤土水氮分布影响的试验研究

以一种砂粒含量高达95%的砂土为对象，开展了滴灌施肥灌溉条件下，灌水器流量、灌水量和系统运行方式对水分、硝态氮和铵态氮分布影响的室内试验。灌水器流量的变化范围为0.5～2.0L/h，灌水量为6～7.7L；系统运行方式包括不同灌水和施肥次序组成的4种方案。研究结果表明，径向和垂直湿润距离随灌水量的增加呈幂函数关系增加；灌水量相同时，随灌水器流量的增大，灌水器周围的土壤含水率增加，垂直湿润距离减小，而径向湿润距离变化不大；灌水器流量一定时，垂直湿润距离随灌水量的增大而明显增加。对氮素分布的测试结果表明，硝态氮在湿润体边界存在累积现象；铵态氮在灌水器附近出现浓度高峰，且铵态氮集中在灌水器周围15cm范围内。滴灌施肥灌溉系统运行方式对硝态氮在土壤中的分布影响明显，建议采用最初用灌水施肥总时间的1/4灌水，再用1/2时间施肥，最后用1/4时间冲洗管道的运行方式，以便将施入土壤的氮素最大限度地保留在作物根区内，防止硝态氮淋失。     

自动定位式支索器在大跨度水文缆道中的应用

为解决大跨度缆道测深误差偏大的问题,在缆道工作索上安装自动定位式支索器,以缩小跨度(垂度),减少测深误差.以谷城水文站(跨度620 m)为例,介绍了支索器的结构、安装方法,分析了安装支索器后缆道的工作原理和应用效果,并进行了全断面水深比测试验,与未安装支索器相比较,可使测深误差减少50%～70%,说明在大跨度水文缆道中应用支索器,提高了测流精度和使用效率.     

迷宫灌水器堵塞与输沙能力实验研究

针对含有0.25-0.224 mm与0.224-0.18 mm两种不同粒径泥沙的浑水,在三种灌水器进口压力、四种舍沙量以及不同毛管中水流流速等情况下,当其通过迷宫灌水器时所引起的灌水器物理堵塞情况以及灌水器的输沙能力进行了实验研究,结果表明:1)浑水中泥沙粒径大小是引起迷宫灌水器堵塞的主要因素,其次是灌水器进口压力.浑水中泥沙粒径越大.灌水器进口压力越高,灌水器发生堵塞的可能性越大;2)泥沙时迷宫灌水器的堵塞是一个既突然又逐步发展的过程,且泥沙总是充满灌水器流道的整个横断面;3)对粒径小于灌水器流道尺寸近1/5的泥沙颗粒而言,在一定的运行时段内,当迷宫灌水器流量不变时,其输沙能力会随着浑水舍沙量的提高而提高,可以将进入其中的泥沙全部输出灌水器,对某一含沙量的浑水,灌水器输沙能力随着其流量的增大而增大.