高度对色斑法测量雨滴粒径影响的

以前的色斑法雨滴率定只考虑色斑直径与雨滴真实粒径的关系，忽略了高度对率定的影响。在大量试验的基础上,通过回归分析，得到了以色斑直径和高度为变量的率定公式。研究表明，水滴下落高度小于5m时需考虑高度的影响；高度大于5m时，高度的影响可以忽略。通过相关性分析，公式的拟合性较好，对以后的色斑法测量雨滴粒径有指导意义。     

喷头喷洒雨滴粒径测试的改进研究

色斑法是一种应用广泛的测试雨滴粒径大小的方法。但以往的雨滴率定只考虑色斑直径与雨滴真实粒径的关系,忽略了高度对率定的影响。在大量试验的基础上对数据进行多元回归分析,把高度因素作为影响雨滴粒径测量公式中一个因子。通过数据处理,得到关于高度和色斑直径双因子共同作用下的雨滴粒径的率定公式。并在处理数据过程中对公式的相关性进行了分析,经过与试验数据的比较,发现公式的拟合性好。     

喷洒水滴直径面粉测定法改进

面粉法是一种应用广泛的水滴直径测定方法。以往水滴率定时只考虑干面粉团质量与水滴直径的关系,而忽略水滴打击角度和打击速度对水滴直径的影响。通过正交试验设计进行了喷洒水滴直径、打击角度和打击速度对干面粉团质量影响的试验研究。显著性分析结果表明：水滴直径和打击角度对干面粉团质量的影响非常显著,而水滴打击速度对其影响较小。建立了考虑水滴直径和打击角度双因素共同作用的改进率定公式。与传统率定公式相比,改进的率定公式具有较高精度。结合水滴运动蒸发模型,提出了应用改进的率定公式测定喷洒水滴直径的基本方法。     

基于量纲分析的糙条高度计算方法

为了研究糙条对宽浅弯道的导流作用，实现糙条消能工参数公式化并提高其应用性，基于量纲分析原理和18组正交试验，建立了糙条高度的半理论半经验公式.结合正交试验结果对公式中的各个系数进行了率定，并采用正交试验结果对该公式进行多元回归分析，以新疆“635”溢洪道整治工程原型数据验证对比，同时引入了更为直观的水通量离散系数Cm作为新型导流评价指标.结果表明：雷诺数Re对糙条高度的影响较小，若忽略Re的影响，糙条高度公式的计算结果与原型数据基本一致，2组检验结果的平均相对误差为7.77%.因此，Cm能够客观地反映糙条消能工的导流效果，且由于推导过程中各参量均具有真实的物理意义，故Cm在一般整流工程导流效果的评价方法上具有普适性.     

稳态均匀温度场中圆柱轴热变形研究

传统公式计算轴类零件直径热变形量时仅考虑温度、材料以及直径几个因素，忽略了轴类零件的长度对轴直径热变形的影响，利用材料线膨胀系数与体积膨胀系数之间的关系，推导了轴类零件在稳态均匀温度场中受热变形的数学模型。实验结果证实推导的数学模型相对于传统计算公式更加合理。     

虹吸管内气团流流型时流动压降计算

针对非驼峰式正虹吸管道进行了系列试验,量测了不同安装高度、不同水头差时管内呈现气团流流型时的过流能力、截面含气率和水平管道压降。试验结果表明,气团流流型下虹吸管道水平管路压降随安装高度的增大而减小,不能按照单一液相有压管流直接采用达西公式计算气团流流型时的管道压降。基于试验结果分析了影响气团流流动压降的因素,结果表明管内流速减小不是导致压降减小的唯一因素,气体的存在及截面含气率大小对流动沿程阻力系数λ影响不可忽略,不能直接采用单一液相流动沿程阻力系数计算管道压降。通过量纲分析法得出影响气团流流动压降的无量纲关系式,应用数值分析法对试验数据进行分析,推导出适用于虹吸管内气团流流型、安装高度不大于8m的水平管段压降算公式,经检验公式计算误差小于±7%。     

人工模拟降雨系统喷头喷洒雨滴特性测试

利用2D视频雨滴谱仪,对喷头喷洒的雨滴形状、尺寸分布、平均直径和垂直降落速度等进行准确测量,分析了喷嘴直径、工作压力对雨滴平均直径变化趋势的影响,建立了雨滴平均直径与垂直降落速度间的关系模型。结果表明:人工模拟降雨系统下喷头喷洒雨滴的直径范围在0~3 mm;在相同喷嘴直径下,随着工作压力的增大,雨滴平均直径呈下降趋势;在工作压力不变的条件下,随着喷嘴直径的增大,雨滴平均直径会随之增大;通过雨滴平均直径与垂直下落速度间的关系模型,能够较好地预测雨滴的降落速度。     

运用激光雨滴谱仪分析微喷带水量分布特性

微喷带水量分布均匀性直接影响微喷带灌溉质量,激光雨滴谱仪能够测量降雨强度、雨滴粒径大小和雨滴降落速度,以国内常见的机械打孔、内径为32 mm的微喷带为研究对象,通过调节工作压力和喷射角度,运用激光雨滴谱仪测取降雨强度,分析压力和喷射角度对微喷带单孔降雨强度的影响,并运用水量分布均匀系数通用公式计算Cu。结果表明,随着喷射角度的增大,灌水强度先减小后增大;压力越大,微喷带单孔喷洒降雨强度越小;垂直微喷带距离0.3、0.6、1.5、1.8、2.1 m处,压力越大,降雨强度越小,降雨强度峰值位置在1.2 m处的水量分布均匀系数Cu值较大。     

杨凌天然降雨侵蚀力初步研究

天然降雨是土壤侵蚀的动力因子之一,是研究降雨侵蚀力规律的基本依据.本研究以天然降雨特性为基础,对降雨侵蚀力进行了初步研究.实验运用虹吸式雨量计记录杨凌的天然降雨过程,同时采用滤纸色斑法观测天然降雨雨滴的特征,结合图形处理软件Image-J处理雨滴直径.研究结果表明:该区天然降雨雨滴大小分布符合Best函数式;降雨强度大小直接决定雨滴中数直径和降雨动能的大小,在与国内外经验关系式对比中,与江忠善所研究的降雨动能最接近,同时由于雨型的不同和观测范围的限制而存在一定差异.     

气力式雾化喷嘴最佳气耗率的试验

采用液体旋流式气力雾化喷嘴对水进行雾化特性试验，以雾滴索太尔平均直径和粒径分布作为主要判断指标，确定了最佳气耗率的选取标准，分析了最佳气耗率与液体流量变化之间的规律。研究表明：不同内径的气力式雾化喷嘴在其液体流量改变时，均对应有不同的最佳气耗点。回归拟合了最佳气耗率的经验公式，与试验数据基本吻合。     

地表水层厚度对雨滴击溅侵蚀的影响

通过人工雨滴击溅实验,分析了水层厚度、雨滴动能等在相互作用条件下对土壤侵蚀的影响。结果表明,水层厚度越深雨滴动能消耗于水层波动的能量就越多,从而用于击溅土壤的能量就越少;单雨滴溅蚀量随雨滴动能的增大而逐渐增加,动能越大,溅蚀量增加的趋势越明显;水层厚度和雨滴动能一定时,溅蚀量随着距离分布递减。     

多肥料变比变量施肥过程模拟与排落肥结构优化

变比变量施肥中,排肥管和落肥管结构对多种肥料的掺混性能和排肥滞后有重要影响。在已完成掺混腔结构优选的基础上,使用离散元法对变比变量施肥和撒播过程加以仿真,分析不同排肥管高度与落肥管三角波纹形状对颗粒运动的影响,依据提出的性能评价指标,优化排肥管和落肥管结构。计算结果及机理分析表明:排肥管高度越大,颗粒在下落、碰撞及混合各阶段的速度越大,颗粒与掺混腔壁面碰撞后形成的散布面积越大,颗粒混合均匀性越好,颗粒混合配比标准差越小;落肥管三角波纹高度在4~6 mm范围内,相对于无波纹情况,可增加颗粒与落肥管间和颗粒间的碰撞次数进而促进颗粒均匀掺混,但高度过大会延缓与其接触的颗粒下落。当落肥管三角波纹高度约为2 mm时,即为肥料颗粒直径的40%~60%,最有利于促进肥料颗粒之间的混合,同时三角波纹对颗粒下落的滞后影响较小。     

偏心文丘里流量计的试验与数值模拟

【目的】克服传统的文丘里流量计用于低压管道输水灌溉系统测流时上游侧容易产生淤积的问题。【方法】以直管段管径DN100、缩径比为0.35的偏心文丘里管为例,分别进行了实际测流试验及基于FLOW-3D的数值模拟研究,并对偏心文丘里管压力差及流出系数进行了对比分析。【结果】数值模拟的流出系数与试验流出系数基本一致,利用FLOW-3D进行偏心文丘里流量计模拟分析是可行的;偏心文丘里流量计流出系数的相对误差小于5%,能满足低压管道输水灌溉量水要求。【结论】偏心文丘里流量计在低压管道输水灌溉量水领域有较好的应用前景。     

混流式水轮机叶道涡引起的振动问题研究

西南某电站的混流式水轮机在高于额定水头、满负荷及超负荷下,出现异常振动。为找出原因,分析发现振动工况特征点位于转轮运转特性曲线上叶道涡范围的部分区域内,并预测在叶道涡区域的其他部分也存在引起机组振动的特征工况点,后赴电站现场做了起始于满负荷的降负荷试验,试验数据证实了先前的预测。CFD数值分析也表明,在振动工况下,转轮叶片间存在明显涡流,则认为该电站水轮机在高水头高负荷下的振动是由叶道涡引起的。     

植被盖度和灌木带状配置对近地表风速廓线的影响

采用便携式风速廓线仪分别对不同植被覆盖度和灌木带状配置的退化草原进行实验研究,结果表明:地表植被盖度越大,其降风速和防风蚀效果越明显,地表盖度分别为85%、35%、20%和小于5%时,距离地表2 cm处的风速相较6 4 cm处的风速降低幅度分别为7 2.4%、6 7.1%、6 1.7%和4 4.9%;灌木带越高,对牧草带有效保护距离越宽,植株高度大于0.7m的灌草带状配置有效保护距离均大于6m。因此,提高地表植被盖度和增大灌木带高度对近地表的风速廓线有较大影响,具有显著的抗风蚀效果。     

基于多时相无人机影像的高郁闭度森林采伐生物量估算

为准确估算森林采伐生物量实现森林碳汇的精准计量，针对采用单一时相可见光无人机影像估算高郁闭度森林采伐生物量较困难的问题，基于伐区采伐前后多时相可见光无人机影像，研究森林采伐生物量高精度的估算方法。以福建省闽侯白沙国有林场一个针叶林采伐小班为试验区，采集分辨率优于10 cm的采伐前后多时相可见光无人机影像，采用动态窗口局部最大值法得到高精度的采伐株数与单木树高信息，再基于采伐后无人机影像，运用YOLO v5方法检测并提取伐桩直径信息，根据胸径-伐桩直径模型来估算采伐木胸径信息，再利用树高和胸径二元生物量公式估算采伐生物量，以实测数据进行验证。根据动态窗口局部最大值法获取株数与平均树高精度分别为96.35%、99.01%,运用YOLO v5方法对伐桩目标检测的总体精度为77.05%,根据伐桩直径估算的平均胸径精度为90.14%,最后得到森林采伐生物量精度为83.08%,结果表明这一新方法具备较大的应用潜力。采用采伐前后多时相无人机可见光遥感，可实现森林采伐生物量的有效估算，有助于降低人工调查成本，为政府及有关部门进行碳汇精准计量提供有效的技术支持。