无人机DEM测点插值算法的矿区沉陷测绘技术

为实现对矿区沉陷深度的精准测量,完善测绘技术的具体实施方案,针对无人机DEM测点插值算法的矿区沉陷测绘技术展开研究;根据DEM测点获取结果,实施分维值测定处理,再以此为基础,确定插值拐点所处区域,实现对无人机DEM测点插值算法应用流程的完善;联合像控点布设原则,定义空中三角区域,并通过推导径向插值基函数的方式,建立矿区沉陷区域的地理模型;在空间坐标系转换条件的基础上,确定矢量数据叠加的处理结果,再结合像片倾角与旋偏角的实际取值,求解测量精度评价指标,完成无人机DEM测点插值算法的矿区沉陷测绘技术实施方法的设计;实验结果表明,上述测绘技术方法作用下,沉陷深度测量结果与矿区真实沉陷深度之间的差值不超过1 m,符合精准测量的应用需求,对于测绘实施方案的完善可以起到一定的促进性影响作用。     

下行床气粒流动行为的Eulerian-Lagrangian模拟

采用计算流体力学和离散单元方法耦合模型（CFD-DEM）对二维下行床内的气粒流动行为进行了全床数值模拟。模拟结果展示了下行床典型操作条件下特有的气固动态流动结构：沿流动方向存在明显的入口控制区、过渡区和（完全）发展区;颗粒聚团并不是出现在浓度相对较高的入口区,而是在过渡区之后的发展过程中逐渐形成较多的、松散的动态聚团结构。下行床发展段呈现典型的近壁浓环结构,这与实验结果基本一致。考察了颗粒之间以及颗粒与壁面之间的碰撞参数对下行床内气固流动结构的影响,发现完全弹性碰撞颗粒体系在入口区呈现最快速的颗粒分散;而对本文研究的操作条件,颗粒碰撞参数对发展段时均流体力学行为只产生轻微的影响。     

基于地聚反应的冷拌沥青混合料强度特性与机理探讨

利用马歇尔稳定度(MS)强度评价指标,对冷拌沥青混合料(简称冷拌料)在不同地聚添加剂、浸水、不同养生龄期等条件下进行宏观强度试验分析,并采用荧光显微镜及离散元模拟等方式,对集料表面的细观结构与地聚物的抗压机理进行研究,结果表明:冷拌料的MS随地聚物掺量的增加先增大后减小,在基质沥青与地聚添加剂质量比为4:3时达到峰值,...     

DEM若干理论问题思考

对用中误差描述和评价DEM整体精度的DEM随机误差观提出质疑,认为DEM是由带随机误差的原始数据内插而成,DEM误差就应由性质不同的两部分误差组成,即测绘所产生的随机误差和内插所产生的对地表曲面的逼近误差,二者可分别进行质量控制,对于内插误差,应采用定义域内的全部点是否符合最大绝对偏差的一次性否决法进行检验.通过讨论三维地面概念模型和DEM高保真问题等概念,说明DEM误差以随机误差概而论之的实质是漠视了DEM高保真这一质量要求;并结合地图代数研究,论述等高线族和地形结构线族的空间几何对偶关系———后者是前者的广义Voronoi界线,因此,当利用等高线数据生产DEM时,并不存在选择性采样F-S数据的必要.     

基于不规则三角网的河网提取算法

本文提出了一种基于不规则三角网(Triangulated Irregular Network,TIN)的河网水系提取算法。讨论了河网水系的结构模式,包括河网水系的组织结构、层次结构和拓扑结构,并给出了河网水系描述的拓扑数据结构。在分析TIN中三角形各边的汇流特性基础上,依据矢量代数理论,讨论了三角形各边和水流方向的关系,并给出了各边汇流特性的判断准则。基于上述理论,设计了TIN的河网水系提取算法,并通过实例进行了分析验证。     

Experimental and numerical investigation of sands and Geldart A biomass co-fluidization

This article investigated the fluidization of sands and small Geldart A biomass mixtures. The mixture fluidized like Geldart A type particles with a uniform bed expansion regime before bubbling. The video recorded color distance between pure sands and sands–biomass mixtures was used to estimate the sands–biomass mixing. The coarse-grained computational fluid dynamics–discrete element method with a hybrid drag model which couples the Syamlal–O'Brien drag and a filtered drag can capture the mixing while the simulation with Gidaspow drag predicted a segregated bed. The simulations were further validated with experimental measured pressure drops. The time averaged pressure drop equals the weight of the bed material, however, its fluctuation is about three times of the bed material fluctuation.     

基于离散元方法的金属粉末铺粉动力学研究

增材制造技术在航空航天、医疗技术及运输和能源中的应用得到快速增长,其常用方式之一是基于粉末加工。该技术主要瓶颈之一往往与铺粉过程形成的粉层质量有关,颗粒动力学机制尚不清楚,且受铺粉装置的类型和颗粒的黏附性影响很大。本工作基于实验测量和表征的单个颗粒的真实物理和力学参数,采用离散元方法对增材制造常用气雾化金属粉末的铺粉过程进行了数值模拟分析,比较了刮刀和辊子两种铺粉装置中粉堆内颗粒速度和轨迹及最终铺粉层的质量,并分析了这些参数对颗粒黏附表面能的敏感程度。结果表明,相比于刮刀铺粉,在辊子铺粉过程中,由于辊子旋转运动的作用,粉堆内部存在多条拱形速度带和颗粒对流,且在形成铺粉层之前,颗粒需要经历爬坡上升和下坡滑落两个过程,运动轨迹更长。另外,两种铺粉装置中铺粉层颗粒总体积均随颗粒表面能的增加而降低,但与刮刀铺粉相比,辊子铺粉中铺粉层颗粒总体积小,且对颗粒表面能更加敏感。铺粉装置类型和颗粒黏附性对铺粉层质量的影响可以归因为铺粉层的形成机制,即颗粒从粉堆中进入铺粉间隙的难易程度及铺粉间隙中刮刀或辊子对颗粒的拖曳作用。     

基于CFD-DEM方法的净化器流场模拟与结构优化

针对空气净化器能耗高的问题,使用离散元方法(DEM)在吸附滤网中建立随机堆积柱形活性炭模型,采用计算流体力学(CFD)方法对空气净化器内部流场进行数值模拟,在模拟与实验验证的基础上,考察了压降最小、流场最均匀的吸附滤网结构。结果表明,空气净化器压降主要发生在轴向,活性炭吸附滤网中回流、沟流现象严重,流体阻力是其他两种滤网的3倍。边数对多边形填充孔结构吸附滤网内压降与流场均匀性无影响,当孔结构改为圆形时,压降减小约52 Pa,节能18.4%(49 W);当孔直径由8 mm增至12 mm,压降减小约48 Pa,节能19.4%(45 W);滤网间距对空气净化器压降无影响,圆形、小孔径的吸附滤网内流场最均匀。     

基于DEM的振动筛筛孔形状对潮湿原煤筛分效果影响的研究

随着原煤含水量的增加,引起原煤颗粒间相互粘聚,影响振动筛筛分效率。基于离散元法,运用EDEM软件模拟了潮湿原煤颗粒在圆形筛孔、方形筛孔和矩形筛孔的筛分过程,并且以筛分效率和阻碍粒排出率为衡量指标,对振动筛筛孔形状影响潮湿煤筛分效果进行了研究。结果表明:在筛孔名义尺寸相同的情况下,潮湿煤在矩形筛孔筛面上的筛分效果最好,方形筛孔次之,圆形筛孔最差。     

基于IDL的地形三维可视化系统的研制

利用IDL语言强大的数据处理与图形显示功能,应用组件编程技术并结合数字摄影测量原理,对立体航空影像对进行数字影像处理,并通过内插计算快速生成数字高程模型。在此基础上运用可视化技术实现三维可视化显示及简单的可视化分析,从而完成了地形三维可视化系统的研制。