非均匀沙起动流速研究与比较

在现有泥沙起动研究成果的基础上,通过理论分析、公式转换和比较,得出即使对均匀沙,起动流速公式的起动系数K也不应是常数,K应随着起动环境的改变而变化,现有各公式的起动系数K是不同的常数,这就影响了各公式的适用范围.分析表明,影响起动环境的因素有水流条件、床面泥沙颗粒特性、泥沙颗粒和水流条件之间的相对关系等,给出了各影响因素的数理表达式,建立了非均匀沙起动流速公式,公式计算值与实测资料符合良好.本文公式与几个常用的起动流速公式的比较结果表明,公式精度较高.     

洪水起动泥石流沟床物质形成泥石流的试验

以研究震后强震区泥石流起动的临界水力条件为目的,在实验室内模拟了洪水起动沟床物质形成泥石流的条件,对比前人研究的颗粒起动的临界水流速度条件后得出：泥石流形成时的颗粒起动条件介于少量起动和大量起动之间,临界起动概率为0.05,约为少量起动的2倍,大量起动的1/3;泥石流形成的临界流速随起动颗粒中值粒径的增加而增加,随沟床坡度的增加而减小;颗粒的不均匀系数越大,起动所需要的临界流速也越大;修正的泥沙起动和泥石流起动公式适用于较大的泥沙颗粒粒径和泥沙不均匀系数的泥沙起动条件.     

坡面非均匀沙起动规律研究综述

系统地分析与总结了国内外关于坡面非均匀沙起动研究的新成果及进展情况,并分析了泥沙起动的河床组成、岸坡坡度、渗流以及近底水流结构等主要影响因素.在此基础上,指出了3种泥沙起动临界判别条件(起动切应力、起动流速和起动功率)研究与应用中存在的问题,并以非均匀沙的暴露度分析为例,对比了不同学者关于暴露度表达式与分布形式的异同,认为坡面非均匀沙的起动是水力泥沙等多因素综合作用的结果,需要识别坡面非均匀沙起动的主要影响因子,探求多因素作用下的泥沙起动条件,才能进一步揭示泥沙起动的内在规律,完善复杂条件下的泥沙起动判别条件.     

明渠交汇区水位变化特性试验研究

交汇河流在自然界中普遍存在,水流相互作用突出,水位流量关系变化复杂。本文基于物理模型试验探讨了天然河流交汇区水位变化特性,分析了不同干支流来水条件下的水位沿程变化、交汇区典型断面水位流量关系、交汇区泥沙起动流速变化等特性。结果表明,交汇区水位变化的强弱与干支流流量等密切相关,交汇区泥沙起动流速随里程变化与单一河道有明显差异。     

河口泥沙数学模型的若干问题

针对泥沙数学模型作为预报河床冲淤的研究手段在进一步发展中受到有关物理参数的限制,分析了河口泥沙数学模型涉及的若干关键问题.从三维微分方程竖向积分角度分析认为恢复饱和系数理论上应大于1;指出泥沙非均匀系数、相对粒级以及泥沙固结对河口冲淤有一定影响,给出适用于河口非均匀黏性沙的任意k粒级的黏性力表达式、起动概率公式和临界起动切应力公式,探讨了临界淤积切应力表达式在处理细颗粒泥沙絮凝时的作用;认为根据最大或最小含沙量对应的水流泥沙要素来确定河口水流挟沙能力公式比以往按半潮平均来处理在理论上更为合理,提出适合潮汐河口的非恒定水流挟沙能力公式;指出数值计算和验证有待改进之处.     

河口泥沙数学模型的若干问题

针对泥沙数学模型作为预报河床冲淤的研究手段在进一步发展中受到有关物理参数的限制,分析河口泥沙数学模型涉及的若干关键问题.从三维微分方程竖向积分角度分析认为恢复饱和系数理论上应大于1;指出泥沙非均匀系数、相对粒级以及泥沙固结对河口冲淤有一定影响,给出适用于河口非均匀黏性沙的任意k粒级的黏性力表达式、起动概率公式和临界起动切应力公式,探讨临界淤积切应力表达式在处理细颗粒泥沙絮凝时的作用;认为根据最大或最小含沙量对应的水流泥沙要素来确定河口水流挟沙能力公式比以往按半潮平均来处理在理论上更为合理,提出适合潮汐河口的非恒定水流挟沙能力公式;指出数值计算和验证有待改进之处.     

挟沙水流浓度脉动特性研究

挟沙水流的速度脉动导致了泥沙浓度的脉动 ,文章利用MicroADV超声流速仪信号强度与泥沙浓度之间的关系 ,观测了挟沙水流浓度的脉动特征 ,对浓度脉动信号采用小波分解 ,对比分析了挟沙水流速度脉动与浓度脉动之间的关系 .结果表明 ,无论从微观结构 ,还是外在特征 ,挟沙水流速度脉动与浓度脉动之间存在着内在联系     

基于欧拉模型的泥沙冲刷数值模拟

在使用欧拉模型进行泥沙定点冲刷的数值计算时,会产生不合理的床面波动和冲刷坑回填现象。为合理体现泥沙相在静止状态时的固体性质,并且反映水下泥沙堆积的特性,本文通过加载源项引入泥沙起动模型和水下休止角模型,修正了欧拉模型泥沙相的动量方程。数值计算结果分别和轴对称、平面泥沙冲刷实验比较,发现计算模型能较好获得轴对称冲刷的冲刷坑深度和宽度等形态参数;在连续冲刷的平面实验中,计算模型也能反应出泥沙相固态特征,准确捕捉不同时刻的冲刷坑内形态。数值计算得到的冲刷坑周围流体特征反映出水流不再使交界面的泥沙起动,克服了欧拉模型的不足。     

基于欧拉模型的泥沙冲刷数值模拟

在使用欧拉模型进行泥沙定点冲刷的数值计算时,发现会产生不合理的床面波动和冲刷坑回填现象。为合理体现泥沙相在静止状态时的固体性质,并且反映水下泥沙堆积的特性,本文通过加载源项引入泥沙起动模型和水下休止角模型,修正了欧拉模型泥沙相的动量方程。数值计算结果分别和轴对称、平面泥沙冲刷实验比较,发现计算模型能较好获得轴对称冲刷的冲刷坑深度和宽度等形态参数;在连续冲刷的平面实验中,计算模型也能反应出泥沙相固态特征,准确捕捉不同时刻的冲刷坑内形态。数值计算得到的冲刷坑周围流体特征也反映出水流不再使交界面的泥沙起动,克服了欧拉模型的不足。     

基于欧拉模型的泥沙冲刷数值模拟

在使用欧拉模型进行泥沙定点冲刷的数值计算时,发现会产生不合理的床面波动和冲刷坑回填现象。为合理体现泥沙相在静止状态时的固体性质,并且反映水下泥沙堆积的特性,本文通过加载源项引入泥沙起动模型和水下休止角模型,修正了欧拉模型泥沙相的动量方程。数值计算结果分别和轴对称、平面泥沙冲刷实验比较,发现计算模型能较好获得轴对称冲刷的冲刷坑深度和宽度等形态参数;在连续冲刷的平面实验中,计算模型也能反应出泥沙相固态特征,准确捕捉不同时刻的冲刷坑内形态。数值计算得到的冲刷坑周围流体特征也反映出水流不再使交界面的泥沙起动,克服了欧拉模型的不足。     

固体粒子冲蚀磨损试验机改进

旋臂式冲蚀磨损试验机是目前使用比较普遍的一种固体粒子冲蚀磨损试验机.对这种试验机进行了结构设计与改进,采用槽轮给料装置,以提高给料稳定性,采用脉宽调制调速、光电测速、PID自动调节系统控制速度,使冲击速度和给料速度的精度大大提高.初步试验表明,该试验机数据稳定,性能可靠,适合于冲蚀磨损机理研究和材料耐磨性测试.     

永磁涡流缓速器制动特性分析及试验研究

针对重载货车下坡制动负荷过大的问题,基于永磁涡流制动原理提出一种制动力矩可无级调节的永磁涡流缓速器,用于车辆辅助制动.通过有限元法对永磁盘和涡流盘吸力特性进行分析,设计了制动力矩调节机构.通过建立永磁涡流缓速器数值分析模型,应用有限元仿真软件JMAG-Designer分析了缓速器的电磁场分布,并得到了制动力矩与转速变化的关系.通过分析温度对涡流盘材料电磁特性的影响,采用数值模拟的方法得出了制动力矩随温度影响的变化规律.试制了Φ485 mm×255 mm永磁涡流缓速器样机,对不同气隙的数值仿真数据和试验数据进行对比,并对缓速器不同涡流盘材料时的制动特性进行了台架拖动试验.结果表明:低速时数值仿真和台架拖动试验数据吻合较好.永磁涡流缓速器持续制动特性试验表明,在82 s内涡流盘表层温度上升了158℃,制动力矩下降了34.8%.     

基于LabVIEW的多孔材料透水特性测试系统

为了满足国内对多孔材料性能检测仪器的需求,设计了基于LabVIEW技术的多孔材料透水特性测试系统.该系统以PC机和PLC作为测试平台数据处理和控制核心,对金属多孔材料试件前端水压力和透过金属多孔材料试件水的流量进行测试,拟合Q-P曲线,建立Q-P数学模型.对比实验结果表明,该系统比现在使用系统的实验结果更合理、可靠.     

超大直径高岭土样的固结压缩试验

为了研究固结仪尺寸对黏性土固结压缩特性的影响,设计制作了直径达470 mm的超大型固结仪．本文首先介绍了该仪器的构造以及试样制备和试验的方法;并给出了初始含水量为液限的3个大直径高岭土样固结压缩试验的结果并与相同土样标准固结试验的结果进行了比较;根据试验结果的分析,得出了有益于评价标准固结试验结果的结论．     

PEMFC输出特性建模与多因素仿真分析

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一个涉及多个学科领域的复杂系统,其输出特性受到多种因素的影响.为研究工作温度、压力、膜含水量、加载幅度、加载速度对其输出特性的影响,根据质子交换膜燃料电池(PEMFC)的数学模型,建立了考虑双电层电容作用的电压动态模型,并在Matlab/Simulink平台上进行仿真.利用实验室自制风冷自增湿DXFC-200质子交换膜燃料电池和燃料电池测试系统,将现场测得实际输出伏安特性曲线与所建模型输出曲线进行拟合,证明了模型的准确性和稳定性.在此基础上进行单因素纵向分析,并进一步运用正交实验进行多因素横向比较,分析了在低电流区域和高电流区域工作温度、压力、膜含水量对电池输出特性的影响程度.分析结果表明:在一定范围内提高温度、增大压力、增大膜含水量、减小加载幅度和加载速度可以有效改善电池性能;在低电流区域,工作温度对电池输出特性影响更显著,在高电流区域,膜含水量对其性能影响更显著.所建模型可以真实反映质子交换膜燃料电池的工作特性,对于改善电池性能,延缓电池衰减,制定燃料电池控制策略能够提供基础理论支持.     

受支流入汇作用主河推移质运动演化特征试验研究

天然河流中存在着大量的主支交汇河流,在主支流相汇处,由于河相关系的变化,主支河流原有的水沙平衡状态被打破。通过一系列的水槽试验研究了交汇角为30°时支流来水、来沙对主流输沙特性的影响,获得了在支流有无来水、来沙时不同主支汇流比下的主河输沙率和累积输沙量随时间演化过程。试验表明:单一主河推移质呈“波”状输移,具有时空不连续性;支流仅来水时,由于无泥沙补给,交汇口及其下游会形成冲刷深槽,主流输沙率和输沙量强度在初始阶段很大,随着时间的推移,其值逐步衰减并趋于稳定;支流来水又来沙时,主河输沙特性与主支汇流比密切相关。     

多功能油料脱皮系统的研究

通过选择油菜籽和亚麻籽两种具有代表性的油料作物进行对比实验，对原料含水量和转盘转速对撞击式脱皮机脱皮效果及皮仁分离效果的影响进行了研究．研究表明：脱皮率与含水量呈显著负相关，与粉末率及脱皮机转速均呈显著正相关．油料脱皮的适宜条件为：原料水分7％～8％左右、转盘转速2200r／min、脱皮率稳定在85％以上．在上述研究的基础上，探讨了油料脱皮的工艺路线．     

超声技术在混凝土测强中的应用

阐述利用CTS—35A型非金属超声波检测仪对不同标号的混凝土进行声时测定，再结合混凝土试块的实际抗压强度，得到声时与强度曲线关系，即从超声波无损检测技术的方法来推定混凝土强度的研究。     

周期荷载下软土残余变形的模型试验研究

为研究软土地基在周期荷载下的变形特性,研制和设计了一套周期荷载下模型试验装置。报道了8个模型试验成果,旨在探讨基土的含水量、静力固结荷载、周期加载方式及预剪间歇效应对基土变形特性的影响。推演并验证了周期荷载下残余变形的预测公式,根据试验成果导得了对残余变形发展起控制作用的临界周期荷载比。最后,对基土残余变形发展的机理作了探讨。     

棒材无模拉伸力能参数试验研究

对棒材无模拉伸力能参数进行了试验研究，分析了棒材无模拉伸力能参数的影响因素及影响规律．结果表明：冷热源间距、断面收缩率、变形温度、拉伸速度、冷热源移动速度以及碳素钢材料的含碳量对无模拉伸力能参数都有不同程度的影响．