动床沙粒阻力计算的研究

沙粒阻力的计算是泥沙运动力学的重要问题。基于泥沙的起动阻力来研究沙粒阻力的计算，是一种较为直接的方法。利用泥沙起动的Shields曲线与明渠阻力特性之间的相似性，结合实测泥沙起动资料给出了沙粒阻力的计算公式。该公式表示的沙粒阻力系数仅是能坡的函数，从而避免了采用相对水深时床沙代表粒径选择的困难。验证结果表明，该公式要优于其他沙粒阻力的计算公式。     

横向卷曲“C”形屑的形成与折断

借助高速摄影技术，分析了横向卷曲“Ｃ”形屑的形成与折断过程．提出了一种新的切屑折断数学模型，并给出了断屑判据．     

塔克拉玛干沙漠南缘流沙起动风速实验研究

介绍了塔克拉玛干沙漠南缘流沙起动风速风洞实验研究的方法、内容和结果。实验表明，随风速增加，沙粒的运动状态依次表现为静止、个别沙粒滚动、部分沙粒滚动和跃移。显微观察表明，对于流沙的原型沙样，随风速增加，每次都是沙样中深棕色粒径较小的粒子先发生滚动。文中还对实验结果与以往风洞实验以及野外观测数据之间的差异进行了分析讨论。     

风沙运动中沙粒旋转角速度变化规律的数值模拟

针对风沙运动中沙粒旋转这一风沙灾害的重要因素,建立风-沙-温度相互耦合作用的描述风沙运动发展过程的数学模型,数值模拟了风沙运动中沙粒旋转角速度的变化及分布规律.定量分析表明:不同高度处沙粒旋转角速度的分布概率服从单峰非对称分布,峰值呈尖点,且沙粒下旋旋转角速度约400 r/s时沙粒概率密度最大;旋转沙粒起跳后开始上升及快要落地阶段,其旋转速度变化较大.同时,Magnus效应对沙粒平均跃移轨迹、输沙率等风沙运动宏观因素均有显著影响.     

涡流室式柴油机起动喷孔作用机理探讨

本文对涡流室式柴油机在冷起动条件下主、副燃烧室内燃油喷雾和着火过程进行了高速摄影。分析了起动喷孔的作用机理,指明具有吊钟形结构和起动喷孔的涡流室式柴油机,起动初次着火点首先在涡流室内,这为改善涡流室式柴油机的发火过程,进而改善起动性指出了方向和途径。     

磨料流在离心场中运动的实验研究(一)

应用高速摄影手段获得了对行星磨料流加工时磨料流运动的感性认识,通过对高速摄影结果的定性分析,了解了磨料流在离心场中的运动规律,确认磨料流在运动过程中,其滑移层的运动及前沿界面曲线的变化是影响加工效果的关键因素．     

延边三角形降压起动的研究

本文对三相鼠笼式异步电动机以任意抽头的延边三角形降压起动的分析、研究，导出任意抽头的延边三角形降压起动转矩下降率与起动电流下降率之间的关系，并从理论上证明全压起动与星形－三角形降压起动只是任意抽头延边三角形降压起动中两种特殊的起动形式。     

希尔兹曲线统一表达式及其在唐家山堰塞湖下游河道冲刷防治中的应用

在研究地震堰塞湖泄洪导致的下游河道冲刷问题时,所涉及的一个最基本的问题就是泥沙颗粒起动的问题.在泥沙起动切应力的研究中,希尔兹曲线无疑是一个经典并且已经被水利工作者广泛使用.但是由于希尔兹关系曲线中,纵、横坐标都包含摩阻流速,因而实际应用中会很不方便.主要是要建立一个希尔兹曲线的确切表达式,以便解决希尔兹曲线使用困难的问题.表达式是通过一个经验公式的形式给出的,公式首先要求足连续函数,在大小沙粒雷诺数情况下其能自动简化为传统公式,且在整个沙粒雷诺数变化范围内其能够与实验数据吻合,作者模型与其它已存模型比较结果显示作者模型具有最好的精度.最后将作者模型应用于唐家山堰塞湖下游河道冲刷防治中.     

高速摄影测量仪复合控制

讨论了高速摄影测量仪设计中的复合控制问题,研究了提高系统的响应速率和抗干扰能力的方式。研究表明,在高速摄影测量与中心站之间的无线数据传输中,用DMA方式接收数据,可有效地减少占有CPU的时间;通过在数据传输软件里采取设置双缓冲区、选择接收、强制计数、滤波等措施,可显著地提高系统的抗干扰能力。最后讨论了提高高速摄影测量仪引导精度的复合控制方法和控制参数调整方法。     

降耗节能单相永磁同步电动机的研制

针对单相永磁同步电动机起动困难和运行时功率因数低的问题,计算和分析了起动过程中电磁转矩、转差率与起动电容之间的关系,获得使得起动转矩值最大的电容值,以缩短起动时间;通过调节补偿电容来调控电机功率因数,从而降低运行电流实现节能.仿真和样机实验表明,正确选择起动电容值可以提高电机自起动性能,实时调节补偿电容值可以获得明显的节能效果.研究工作和结论对开发高起动性能的高效单相永磁同步电动机有参考价值.     

八面河油田疏松砂岩油藏出砂与防砂机理探讨

八面河油田属疏松砂岩油藏 ,由于油藏压实作用差 ,胶结疏松、胶结构中粘土矿物含量多 ,加上原油粘度高 ,造成油井出砂严重 ,绝大部分油水井不防砂无法生产。文章从储层特征和开发工艺技术分析入手 ,得出了疏松砂岩出砂的砂粒中包括四个方面的颗粒 :渗流砂出砂 ,含量为3 -4 % ;弱胶结附着的颗粒出砂 ,主要粒径为<37mm ;储层骨架颗粒破坏型出砂 ;砂穴崩落型出砂 ,同时文章还对八面河油田防砂工艺进行了探讨 ,并提出了相应的改进措施。     

集沙仪等动力特性的光学实验研究

为研究气固两相流组成结构,设计了一种被动式楔形集沙仪,用于测量气流中携带的固体颗粒物含量.利用PIV光学测量手段,在边界层风洞中对其进行了等动力特性研究.实验结果表明:集沙仪对环境流场的影响主要集中在床面区域,随着高度的增加,影响逐渐减弱并趋于稳定.综合各高度数据,显示该仪器具有良好的等动力特性,适宜于在现场观测和风洞实验中测量气固两相流结构.     

Compressibility dependence on grain size distribution and relative density in sands

A framework of continuum breakage mechanics was used to investigate the dependence of compressibility on grain size distribution(GSD)as well as relative density of sand.Compressibility dependence on GSD was considered by employing a GSD index and relative density dependence was reflected by varying the plastic-breakage coupling angle.Simulations of the experimental results including isotropic compression and one-dimensional compression of sands with different relative densities and GSDs revealed that sand compressibility increased with the increasing GSD index and plastic-breakage coupling angle.The coupling angle decreased with increasing relative density,indicating that grains would break more in sand with comparatively high relative density.     

颗粒跳跃的计算机图像预处理方法

在非均匀沙床面上进行颗粒跳跃跟踪电视摄像试验得到一系列序列图像,可据以确定不同水流条件下颗粒跳跃的轨迹及速度,后者在输沙力学中具有重要意义．为获得有关颗粒跳跃的高精度数据,作者对摄像试验图像作了计算机图像处理和识别．首先将真彩色图像转化为灰度级图像,并对有用部分进行预截取．然后对这些图像采用半邻域法滤波和十字形中值滤波等平滑滤波方法进行处理,取得了较好的结果．这些图像的预处理工作为今后对图像作诸如阈值分割、轮廓线抽取和直线检测等的进一步处理奠定了基础．     

中砂融沉位移与单桩负摩阻力关系的试验研究

基于模型试验,分析了饱和中砂融化沉降位移随时间的变化、单桩负摩阻力与融沉位移的关系．在析冰融化阶段,试样析冰表面位移与时间呈近似线性关系,而在颗粒重分布阶段的位移数值甚小;与此两阶段相对应,试样颗粒骨架表面位移可分为近似线性和非线性两部分,非线性段的贡献来自于融后颗粒重分布;单桩负摩阻力随融化过程呈良好的线性关系,但在两阶段中负摩阻力产生和增加的机理不同．在颗粒重分布阶段,颗粒骨架表面位移虽仅占其总位移的９．７％ ,但负摩阻力却增加了近１８％ ．     

旧砂振动再生机理的探讨

分析了振动再生过程中砂粒的运动状态及碰撞时的受力情况,推导出碰撞过程中砂粒受力表达式,进一步揭示了再生机理,找出了影响振动再生效果的主要因素。     

相场方法模拟三维晶粒的长大过程

采用了周期性边界条件及各向同性的动力学相场模型对三维多晶生长的微观组织进行了模拟。结果表明：晶粒生长的平均半径符合抛物线的规律;相场仿真得到的准稳态晶粒尺寸分布形式具有相似性;同时又对晶粒的拓扑结构进行了观察：两个五边形晶粒最终分别以三边形晶粒和四边形晶粒消失。     

Topology characteristics of three-dimensional grains in polycrystalline materials

The quantitative microstructural analysis in recrystallized pure iron is carried out by serial sectioning experiment coupled with three-dimensional(3-D) grain reconstruction technique. The full 3-D morphology of 16254 pure iron grains, which is the largest experimental 3-D grain dataset to date, is obtained. It is shown that the peak and the mean of the grain face number distribution were 10 and 13.5, respectively. For individual grains, the average trends that the highest and lowest face classes exhibited the highest affinity for mutual contact but the lowest affinity for contact with themselves are experimentally confirmed by 3-D pure iron grains. The pure iron grains are observed to have much more three-edged faces than Monte Carlo grains, resulting in relatively higher average dispersions of the grain edge distribution.     

Application of artificial neural network for calculating anisotropic friction angle of sands and effect on slope stability

The anisotropy effect is one of the most prominent phenomena in soil mechanics. Although many experimental programs have investigated anisotropy in sand, a computational procedure for determining anisotropy is lacking. Thus, this work aims to develop a procedure for connecting the sand friction angle and the loading orientation. All principal stress rotation tests in the literatures were processed via an artificial neural network. Then, with sensitivity analysis, the effect of intrinsic soil properties,consolidation history, and test sample characteristics on enhancing anisotropy was examined. The results imply that decreasing the grain size of the soil increases the effect of anisotropy on soil shear strength. In addition, increasing the angularity of grains increases the anisotropy effect in the sample. The stability of a sandy slope was also examined by considering the anisotropy in shear strength parameters. If the anisotropy effect is neglected, slope safety is overestimated by 5%-25%. This deviation is more apparent in flatter slopes than in steeper ones. However, the critical slip surface in the most slopes is the same in isotropic and anisotropic conditions.