一种风压转换近地风速检测装备设计与试验

【目的】针对目前相关设备风场自干扰大的问题,为更好地获取无人机(Unmanned arial vehicle,UAV)近地风场参数信息,以风压信号为基础,采用皮托管风速传感器设计一种风压转换近地风速检测装备。【方法】利用轴流风机对叶轮风速传感器和皮托管风速传感器的感应位置进行风速干扰对比试验,利用热线式标准风速仪测定干扰前后的风速变化,利用轴流风机以相同的风速检测该装备所有传感器的测量风速并记录,得到该系统的一致性。将同一风速下标准热线式风速仪的测量风速和该系统的传感器测量风速进行对比,找出皮托管风速传感器准确度较低的风速段,利用Matlab软件对风压信号–风速值进行拟合。【结果】在10.00~15.00 m·s–1风速下皮托管风速传感器对直流风速的削弱不超过1%,而叶轮传感器达到20%以上。系统所采用的30个风压变送器在风速为15.00 m·s~~(–1)时的最大绝对差异为0.96 m·s–1,最大相对差异为6.40%,变异系数为1%。以三次公式进行拟合后,误差平方和(SSE)为0.099 6,拟合优度(R2)0.96。【结论】本系统能够有效检测无人机下旋翼风速数据,且比叶轮式风速传感器网络测量系统在减少干扰方面具有明显优势,可以为研究无人机田间作业提供有效帮助。     

基于CFD的树高与风速风压关系的模拟

为了解树高与风害的关系,基于CFD的模拟思路,以橡胶树为模拟对象,利用GAMBIT,FLUENT,CFD-POST 3个软件,模拟不同树高下与风速、风压的关系。结果表明,树高与风速、风压成正相关关系;树高每增加3 m,风速平均增加7.7%,风压平均增加15.8%。     

空气密度时空统计特性及对基本风压的影响

  目的  基本风压的确定对评估结构抗风中风荷载设计值尤为重要。空气密度是计算基本风压的基本参数之一，其取值受地貌和气候类型的影响存在一定的差异性。因此，研究空气密度时空统计特性及对基本风压的影响对风荷载评估具有重要意义。  方法  该文基于山东省123个气象站2005—2017年的气温、气压和风速资料，计算并统计分析空气密度的概率分布特性、随冷暖季及空间分布变化规律，并结合由Gumbel分布统计分析得到的设计风速，探讨了空气密度对基本风压的影响。  结果  （1）全季空气密度的概率密度函数呈双峰型，区分冷暖季后与Gamma、Weibull、Burr及GEV概率密度函数拟合精度有所提升，冷、暖季空气密度分布函数分别与Weibull、Burr函数拟合较好；（2）空气密度由沿海向内陆地区逐渐减小，随海拔高度增加而减小；（3）在低海拔平原地区，冷季平均空气密度计算下的风压与固定空气密度1.25 kg/m3、考虑海拔对空气密度影响下的风压相差不大，在高海拔地区，固定空气密度1.25 kg/m3计算下的风压偏大；（4）对于山东低海拔平原地区，选取极值空气密度计算得到的基本风压较固定空气密度1.25 kg/m3、考虑海拔对空气密度影响的风压值大10% ~ 14%左右。  结论  该研究通过统计空气密度时空特性，并结合极值风速，探讨了不同空气密度对基本风压的影响，为结构设计中空气密度的选取提供重要参考。      

风沙流体对棉花幼苗破坏作用试验研究

以南疆阿拉尔垦区风沙流体特征参数为依据,利用自制试验装置,模拟自然条件下风沙流体对棉花幼苗的损害作用,建立棉花幼苗寿命与风沙流体特征参数的关系模型,以期对棉花幼苗抗风沙破坏的能力进行评价和预测。试验表明,作用于棉花幼苗的净风风速、风沙流体含沙量及其交互作用对幼苗寿命均有显著影响,棉花幼苗寿命与风速呈现指数函数关系(y=673.97 e~(-0.259x),含沙量为0 g/s),棉花幼苗寿命与风沙流体含沙量呈现幂函数关系(y=840.45 x~(-1.184),风速为13 m/s~15m/s)。研究结果为各种防护措施设计提供了一定依据。     

棉花气吸式排种机构的优化

针对传统棉花排种机构作业速度低,精度不够高等问题,对棉花气吸式排种机构进行优化。基于FLUENT软件对排种盘上简单圆柱型孔、圆锥型孔、圆柱与圆锥相结合型孔和弧线状型孔进行流体仿真,分析4种型孔对风压的影响,以多充率和漏充率为试验指标,采用单因素试验与二因素全水平试验进行验证。结果表明:简单圆柱型孔风压损失最大,充种效果最差;圆柱与圆锥相结合型孔风压大小为中等,入口风压相对稳定;圆锥型孔风压损失最小,但入口风压梯度较大,充种效果较优;弧线状型孔入口风压较大且相对均匀,充种效果最优。二因素全水平试验表明,当播种速度为10.01km/h,风压室压力为-5.23kPa时,弧线状型孔对应的多充率为9.95%,漏充率3.62%,各项指标均满足设计要求。     

一种测定悬浮速度的实验设备

通过研发该实验设备,可以测定各种物料的悬浮速度,并且可以通过改变风机调节门开度和风机转速绘制出管道内风速与风压的变化曲线。为农业清选机设计和风机选型提供准确的实验数据,可广泛应用于高校实验室及农机研究部门。     

聊城风压分布特征

利用聊城1971～2010年地面10 min平均年最大风速资料,计算分析了历年地面最大风压的年际分布及同期内的极大风压的垂直分布,结果表明,40年间地面极端最大风压为40.0 kg/m2,出现在1978、1979年,可以作为40年一遇风压代表值,40年间地面平均风压呈下降趋势,这可能与测站环境变化有关;离地面10 m高处的极大风压为40.0 kg/m2,50 m高处风压可增大至67.0 kg/m2,100 m处风压达83.6 kg/m2,相当于36.6m/s强风的破坏力。     

新津县塑料大棚标准化设置气象条件分析

引用新津县1975——2007年逐日平均气温、风速、雪量、降水量资料和天文观测数据,运用现代科学计算分析,诊断当地塑料大棚采光面最佳倾斜角;3年、5年、10年的最大风压;相互间距离;防寒沟深度及揭膜盖膜时间。为当地农业设施标准化建设及管理提供科学支撑。     

烤烟散叶堆积烘烤过程中烘烤因素与叶温变化的通径分析

为研究散叶堆积烘烤过程中其他烘烤因素对叶温变化的影响,利用烤烟多参数实时监测仪与温湿度自控仪测量烘烤过程中叶温、风速、风压、干球温度、湿球温度和相对湿度.结果表明,散叶堆积烘烤过程中叶温的变化有4个阶段:预热阶段、叶温平稳阶段、缓慢升温阶段、快速升温阶段.在不同阶段对叶温变化影响的主要因素不同,预热阶段的主要影响因素是干球温度与风压;叶温平稳阶段的主要影响因素为干球温度、相对湿度和风压;缓慢升温阶段的主要影响因素是干球温度与相对湿度,快速升温阶段的对叶温变化的影响以干球温度与相对湿度为主,风速与风压为辅.叶温的变化是烟叶外在环境与内在生理的共同作用,散叶堆积烘烤过程中可以通过控制叶温的变化来提高烟叶烘烤质量.     

海岸立式油罐设计问题的探讨

位于台风区海岸立式油罐的设计应考虑如下问题：风速的取值应以该地区台风风速作为瞬时风速计算瞬时风压值，若以３０ａ 一遇时距为１０ｍｉｎ的基本风压计算除乘以转换系数Ｋ２外，宜加大２０％－４０％；罐底是否设置地脚螺栓应按风压引起的倾覆力矩校该其稳定稳定性，当倾覆力矩大于固定载荷抵抗力矩的三分之二时才考虎设置地脚螺栓；油罐盘梯方位应放在背风方位，盘梯结构应带有三角架及内外侧板结构，罐体的防腐应以防止海水中     

近44年临夏地区风特征分析

利用1968～2011年临夏地区6个气象站风速风向观测资料,采用线性趋势分析、风向频率玫瑰图等方法,分析了临夏地区风速风向空间分布特征及风速的年际、季节、月际变化特征。结果表明,近44年临夏地区平均风速为1.4 m/s;春季最大,夏季次之,冬季最小;年平均最大风速为12.6 m/s,近44年年平均风速、最大风速均呈下降趋势,年平均大风日数在1.1～11.3 d;年内最多风向为N风,WSW、E风次之,WNW风最少。     

防城港市沿海风能资源分析

利用防城港市港口站1992~2006年逐日逐时风速观测资料和白龙、企沙站经模式计算延长逐日逐时风速资料,计算分析防城港市沿海地区有效风速时数、平均有效风能密度和总风能密度,结果表明,防城港沿海地区的风能资源比较丰富,具有开发利用价值。     

辽西朝阳地区风资源特点

对朝阳地区风能资源要素的分析表明,朝阳中部和建平北部风资源较丰富,有效风速多集中在2~6月,该区域春季风资源具有开发价值;风能地形效应显著,但年际不稳定,此地区开发风能资源存在一定的风险性。     

临汾市风能资源区划分析

为了明确临汾市境内风电资源的丰匮及其分布状况,区划出风电可利用区和不宜开发区,将临汾市所辖17个县（市、区）气象观测站点的2000—2011年自记逐时风向风速资料进行了平均风速、有效风速时数、平均有效风能密度和划分有效风能区域的分析,绘制出全市年均风能密度和风能区划图。结果表明：市内的蒲县、隰县中东部和汾西县中西部的南吕梁山区,是临汾市风能资源最丰富的区域,符合可开发条件,为日后开发利用提供了依据。总体而言,临汾市属风电资源欠丰富区。但是,境内地势较高的连片山区,如南吕梁山区依然存有风电资源可利用区,具备开发利用的基本条件。     

黑土地土壤风蚀特征参数及风蚀物分布规律研究

通过对黑土区风季风速和表土含水量的监测、旱作耕地风蚀物野外采集试验、室内风蚀物粒度分析试验,对东北黑土区土壤风蚀特征参数以及风蚀物的垂直分布规律进行定量研究,初步得出黑土区裸露耕地下垫面粗糙度、摩阻风速、起沙风速等风蚀过程的重要特征参数,得出黑土地土壤风蚀风沙流断面风蚀物含量、风蚀物颗粒尺度的垂向规律,为该区土壤风蚀、土地沙化的进一步研究与防治提供基础依据。     

安徽省安庆地区2004～2008年低空风特征研究

[目的]对安徽省安庆地区2004～2008年低空风特征和规律进行研究。[方法]利用安庆站2004～2008年L波段雷达探空气象资料,从风速廓线图、风向玫瑰图分析安庆低空风的特征。[结果]地处长江中下游的安庆,受季风影响显著,风季节变化明显。近地层常年盛行东北风,年平均出现频率为34.6%,静风频率相对较高,年平均达18.5%,夏半年西南风频率显著增多;从700 m向高空逐层风向频率分布相对分散,至3 000 m高度以西风为主。从风速廓线图上反映700 m以下风速随高度显著增大,700～2 000 m风速随高度变化相对缓慢,冬季从2 000 m以上有风速急剧增大现象。[结论]总结出安徽省安庆地区近几年的风速廓线特征和风向频率特征,可为当地空气污染及气候评价提供依据。     

网状滚筒式籽棉残膜分离机分离效果研究

[目的]研究影响网状滚筒式籽棉残膜分离机的因素对实现残膜与籽棉的分离效果的影响。[方法]以残膜分离率和籽棉带出比为响应指标,选取大、小网状滚筒转速,斜筒入口风速等为影响因素,对网状滚筒式籽棉残膜分离机进行了单因素试验。[结果]小网状滚筒转速、斜桶入口风速、斜桶角度对响应指标影响P〈0．01,影响均显著;大网状滚筒转速、滚筒夹角对籽棉带出比影响P〈0．01,影响显著。[结论]选取的影响因素均对网状滚筒式籽棉残膜分离机的2个响应指标有影响。     

一次渤海气旋引发的大风成因分析

[目的]分析一次渤海气旋引发的大风成因。[方法]选取烟台浮标站和纪姆岛自动站作为实况参照资料,对2010年4月26～27日发生在烟台的大风天气过程进行分析。[结果]此次大风天气是由于高空强冷空气入侵,促使地面低压快速发展加深为渤海气旋造成的,而高空风动量下传作用使地面风速加大。天气在线和烟台Grapes模式在此次大风预报过程中,对大风的量级、风向以及影响系统预报基本准确,尤其是对10m风场预报具有很高的参考价值。[结论]该研究为今后此类大风的预报提供了参考依据。