滴灌系统叠片过滤器离散型流道结构水力性能试验及内部流场模拟

为获得叠片流道内部水流流动特性,解决叠片过滤器水头损失较大的弊端,通过室内试验对比了传统叠片过滤器和具有离散型流道结构的叠片过滤器在不同流量下的水头损失,并采用Fluent19.0对清水条件下2种不同流道结构叠片过滤器内部流场分布规律进行数值模拟。结果表明:流道内部流量模拟值与试验设定值最大相对误差为4.8%;随着流量的增大,传统叠片过滤器产生的水头损失更为明显,与传统叠片过滤器相比,离散型流道叠片过滤器产生的水头损失在最大流量下降幅为20.8%;对不同流道进行内部流场分析,得出同一流量下离散型流道的平均过流断面面积大于直线型流道,过流断面面积越大,则流速越小,水头损失也越小,离散型流道内部局部水头损失占主导地位,凸台的离散排列降低了沿程水头损失。研究结果可为叠片流道的设计和结构优化提供参考。     

北疆膨胀土渠道混凝土衬砌结构变形特性研究

为研究北疆膨胀土梯形渠道混凝土衬砌结构变形和内力的变化规律,通过室内试验和数值模拟计算基土膨胀变形量,基于弹性地基梁理论,建立计算混凝土衬砌板变形和内力的力学模型,分析了基土初始含水率为6%、9%、12%、15%的膨胀土渠道运行后混凝土衬砌板变形和内力的变化规律。结果表明,混凝土衬砌板变形和内力值随基土初始含水率的减小而增加,当基土为风干含水率6%时,渠道底板和坡板膨胀变形最大值分别可达到3.48、3.94 cm;当初始含水率一定时,坡脚处膨胀反力最大,渠底板中间位置位移和弯矩最大;渠坡板距坡脚1/3处位移最大,距坡脚1/6处弯矩最大。最后,根据研究结果提出了两种“防渗保湿”工程措施。     

基于应变能均化指标和云模型的结构损伤识别

为了解决测量噪声等引起的损伤识别不确定问题,提出了基于应变能均化指标和云模型相结合的识别方法。分析了结构的模态应变能以及两种损伤指标,并考虑到模态应变能耗散率指标和等效指标之间的互补性质,通过均化方法建立了模态应变能均化指标;给出了云模型的基本理论,分析了云模型的数字特征、云处理算法以及确定度计算方法;结合随机测量噪声等引起的不确定性问题,建立了基于应变能均化指标和云模型的损伤识别方法。数值计算结果表明,应变能均化指标的识别结果略优于应变能耗散率指标和应变能等效指标,当考虑随机测量噪声时,云模型与应变能均化指标相结合的方法可以较好地进行含噪数据的损伤识别。     

新疆严寒地区供暖系统节能改造效果分析

针对新疆严寒地区普遍存在供暖系统能耗大、供热效率不高的问题,对既有供暖系统实施节能改造。本文以新疆克拉玛依市的南泉锅炉房供暖系统节能改造为例,通过对节能改造后效果分析发现:在供热锅炉上安装节气装置并对其进行密封保温改造,对热效率的提高、节气效果的增强都有显著作用;通过给热水循环泵加装变频器,将供热系统由原来的集中质调节方式改为分阶段变流量质调节方式,从而有效地节省了电力,降低了耗气量。经过节能改造后的南泉锅炉房供暖系统,解决了能耗大、供热效率不高的问题。     

基于大涡模型的床面形态与水流相互作用过程模拟研究

为判断动床弯道中二次流和涡结构模型的模拟精度,基于Barbhuiya的90°水平弯道冲刷水槽试验,比较了大涡模型（LES）和RNG k-ε模型对弯道冲淤过程中床面形态模拟的精确程度,发现LES模型结果更加精确。基于LES模型模拟结果,通过使用Q准则识别二次流产生的底部涡结构,分析了涡结构对床面冲刷淤积的定量影响。结果表明：在清水冲刷动床弯道的过程中,Q值介于30~50之间时底部涡趋于稳定存在,Q值大于50时会明显影响床面冲淤;强大稳定的涡结构会使床面形态逐渐稳定,床面冲刷和淤积速率趋于一个定值,床面冲刷和淤积速率不超过2×10^-6 m/s。进一步分析弯道内剪切流速与床面形态的关系,发现弯道内存在两类高剪切流速区域,当第一类区域剪切流速值大于第二类时,床面会出现深度大于0.10 m的明显冲刷坑。研究结果可为弯道中冲淤平衡和床面形态模拟提供参考。     

凸台类型对离散型流道叠片过滤器水头损失的影响

离散型流道叠片过滤器是一种水头损失相对较小的新型叠片过滤器,其叠片表面均匀分布的凸台结构是影响叠片过滤器水头损失的主要因素之一。为探明凸台类型对内部流场的影响并进一步降低离散型流道叠片过滤器的水头损失,通过物理试验与数值仿真,对比分析了初始的右三角形和优化新增的菱形、椭圆形、上三角形、下三角形等共5种凸台类型的离散型流道叠片过滤器的水头损失及流场分布特征。结果表明：将离散型流道叠片过滤器凸台类型设置为下三角形有利于减小水流主流区与凸台边壁的接触长度和凸台间湍动能强度,降低离散型流道叠片过滤器的水头损失;与初始右三角形凸台相比,4种优化的凸台与主流区接触长度的降幅为9.61%~36.73%,最大湍动能的降幅为25.87%~49.96%,其中下三角形凸台降幅分别为29.99%和49.96%;根据模拟计算可得右三角形凸台流道间水头损失系数最大,下三角形凸台流道间水头损失系数最小,其能量转换效率最高;清水条件下,下三角形凸台离散型流道叠片过滤器水头损失相比初始离散型流道叠片过滤器降低了14.89%~21.93%。研究结果可为离散型流道叠片过滤器的结构优化提供参考。     

基于CiteSpace的水电站生态环境问题的演进路径与发展前沿分析

以1982～2020年CNKI的720篇水电站生态问题研究文献为例,运用Cite Space的关键词共现功能阐释文献特征,并增引2010～2020年Webof Science的36篇领域文献,利用聚类、突现功能综合分析研究热点、演进路径,最后对发展前沿作出展望。结果表明,该领域研究集中于水电项目开发及其生态影响、生态修复与重建等方面;过程遵循理论研究?实践应用?动态监测的演进路径;工程技术手段和计算机算法结合用于生态治理与修复的研究是该领域的发展前沿之一。     

塔里木河流域水资源脆弱性演变趋势及适应性对策研究

塔里木河流域受自然因素和人为因素的影响,局部地区生态退化严重。人类对水资源的不合理利用,加剧了水资源脆弱性的演变过程,影响了干旱区的生态安全。以塔里木河流域水资源脆弱性为主线,首先分析国内外水资源脆弱性研究进展,研究塔里木河流域从20世纪60年代至21世纪初水量和水质两个方面的源脆弱性成因和表现,并对其变化趋势进行了分析,提出了适应性对策。从分析结果来看,塔里木河流域经过近50年的变化,水量沿程逐渐锐减,造成了下游水量减少,地下水位逐渐减低,水质逐年恶化,引起了一系列生态环境问题。     

新疆肯斯瓦特水利枢纽工程的作用及其影响研究

新疆肯斯瓦特水利枢纽工程是玛河灌区经济发展规划中的重要内容。本文针对工程修建后将发挥的作用和可能产生的影响,采用实地调研和实测数据分析两种研究方法,从玛河灌区水资源的演变趋势及开发利用两个方面,详细说明工程运行对灌区水资源时空分布、防洪调度、生态环境以及水生生物的影响。结果表明:该工程建设不会对灌区水资源及生态环境产生过多负面影响,反而会提高灌区水资源的利用效率。本次研究成果将为全面评估干旱地区水利工程的作用及影响提供科学依据。     

北方寒区乡村社区经济适用生态农房建设的研究

北方寒区乡村农房普遍存在冬季采暖能耗大、夏季室内闷热、室内采光差、门窗气密性差、冬季院落无法使用、居住舒适度差等问题。以新疆生产建设兵团第八师农房为例,探讨传统农房生态技术,结合太阳能利用技术,提出经济适用生态农房建设方案,为北方寒区乡村社区农房的建设提供理论依据。