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1.
为研究气固两相流中固体颗粒间碰撞对冲蚀的影响,提出一种利用直接模拟蒙特卡罗(Direct Simulation Monte Carlo,DSMC)方法和计算流体力学(CFD)计算颗粒间碰撞的冲蚀预测方法。使用Eulerian-Lagrangian方法,将气相作为连续相,通过Navier-Stokes方程求解,颗粒平移运动由离散相模型(DPM)求解。颗粒平移运动由Eulerian-Lagrangian框架下的DPM求解,计算颗粒间碰撞运动时采用DSMC方法以少量采样颗粒代替真实颗粒,碰撞的发生条件通过修正的Nanbu方法判定。分析气固两相流中颗粒间碰撞对弯管冲蚀速率和颗粒分布的影响,结果表明:使用DSMC方法计算颗粒间碰撞,Oka模型的平均百分误差从39.2%降低至27.4%;计算颗粒间碰撞时弯管内拱侧的无颗粒区变小,最大冲蚀位置沿外拱轴线后移5°,同时V形冲蚀痕迹的两翼向外侧扩大。使用DSMC方法计算颗粒间碰撞可以明显降低模型误差,考虑颗粒间碰撞的Oka模型与实验结果偏差最小,是冲蚀预测的最佳模型。  相似文献   
2.
In this paper the finite element analysis was carried out for a composite vertical axis wind turbine with lift-drag combined starting structures to ensure the structure safety of a vertical axis wind turbine(VAWT). The static and modal analysis of rotor of a composite vertical axis wind turbine was conducted by using ANSYS software. The relevant contour sketch of stress and deformation was obtained. The analysis was made for static structural mechanics, modal analysis of rotor and the total deformation and vibration profile to evaluate the influence on the working capability of the rotor. The analysis results showed that the various structure parameters lie in the safety range of structural mechanics as given in the relative standards. The analysis showed the design safe to operate the rotor of a vertical axis wind turbine. The methods used in this study can be used as a good reference for the structural mechanics′ analysis of VAWTs.  相似文献   
3.
[目的] 精确评估皖南山区土壤侵蚀量并分析其时空变化特征,为区域水土流失综合治理提供科学依据。[方法] 在GIS技术的支持下,利用研究区日降雨数据,30 m分辨率DEM,土壤数据和土地利用等数据,采用中国土壤流失方程(CSLE)估算皖南山区土壤侵蚀模数,并分析2000,2010和2018年近20 a研究区土壤侵蚀时空变化特征。[结果] 2000—2010年土壤侵蚀模数增加了963.96 t/(km2·a),土壤侵蚀强度面积向高强度等级转移;2010—2018年土壤侵蚀模数减少了781.22 t/(km2·a),土壤侵蚀强度面积由高向低转移,总体上土壤侵蚀变化呈先增后减的趋势。皖南山区3期土壤侵蚀空间分布格局基本一致,池州市和铜陵市东南侧以及黄山市周边区域是水土流失重点防治区域。研究区内耕地以微度和轻度侵蚀为主,林地以中度及以下侵蚀为主,2010—2018年耕地和林地中度及以上侵蚀面积减小,水土保持措施成效显著。[结论] 近年来皖南山区土壤侵蚀强度呈先增加后减少的趋势,总体上以轻度侵蚀为主,后续的水土流失治理仍需要加强。  相似文献   
4.
植被覆盖和降雨因子变化及对东北黑土区土壤侵蚀的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
[目的] 研究东北黑土区植被覆盖和降雨侵蚀力因子对土壤侵蚀时空变化的影响程度,为该区水土流失治理和可持续发展提供科学依据。[方法] 运用修正后的通用土壤流失方程(RUSLE)得到了2000—2018年东北黑土区土壤侵蚀分布特征,并探究土壤侵蚀模数与因子时空分布变化规律,得出侵蚀模数对于植被覆盖和降雨侵蚀力因子变化的敏感性。[结果] 黑土区土壤侵蚀变化与植被覆盖与管理因子和降雨侵蚀力因子的变化相关。研究期间侵蚀模数从1 175.20 t/(km2·a)下降至822.07 t/(km2·a),并且全区主要以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,空间上呈现西南向东北逐渐降低的空间分布特点。[结论] 东北黑土区东南部和西南部的植被覆盖与管理因子(C)敏感系数分别为0.95和1.00,是强度敏感区域,提高植被覆盖度将成为有效治理手段;西北与西南降雨侵蚀力因子(R)敏感系数分别为0.45和1.00,为中度敏感和强度敏感的区域,降低降雨的影响对治理侵蚀最为有效。  相似文献   
5.
【目的】紫色土坡耕地土壤侵蚀严重,研究土壤管理措施对不同侵蚀程度坡耕地耕层侵蚀恢复作用,为紫色土坡耕地耕层质量调控和坡耕地持续利用提供理论及实践依据。【方法】采用单因素方差分析(One-way ANOVA)检验各指标的差异显著性,研究不施肥(CK)、施化肥(F)、施生物炭+化肥(BF)3种土壤管理措施对侵蚀0 cm(S-0)、侵蚀5 cm(S-5)、侵蚀10 cm(S-10)、侵蚀15 cm(S-15)、侵蚀20 cm(S-20) 5个不同侵蚀程度坡耕地耕层土壤属性的恢复作用。【结果】(1)随侵蚀程度增加,土壤砂粒含量由38.1%—42.4%逐渐增至44.2%—46.4%,土壤黏粒含量由12.6%—14.8%逐渐减少至9.6%—11.0%;与S-0、S-5、S-10相比,S-15、S-20土壤容重显著增大;S-10侵蚀程度下,土壤抗剪强度最大,在8.71—9.56 kg·cm-2之间;F、BF处理下S-15侵蚀程度的土壤稳定入渗率、平均入渗率降幅均最大。(2)不同管理措施下坡耕地耕层土壤属性差异显著,BF处理下土壤砂粒含量小、黏粒含量最大,0—10 cm、10—20 cm土层土壤容重显著低于CK(P<0.05),土壤总孔隙度、毛管孔隙度均显著高于CK、F处理;BF处理下土壤初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率均最大,CK处理最小;与CK处理相比,BF处理土壤抗剪强度显著增大。(3)随侵蚀程度增加,土壤可蚀性K值显著下降,与S-0相比,S-20侵蚀程度下土壤可蚀性K值下降0.1960%—0.2192%;BF处理下土壤可蚀性K值最大,F处理次之,CK最小;S-10侵蚀程度下F、BF处理的K值均较CK增加幅度最大,分别增加0.0684%、0.1404%。【结论】施加生物炭+化肥在改善土壤物质组成、结构特征、提高土壤蓄渗性能等方面较单施化肥效果更为显著,可有效减轻紫色土坡耕地耕层土壤侵蚀,对侵蚀10 cm条件下的坡耕地耕作层(0—20 cm)土壤的改良效果最佳。  相似文献   
6.
土壤有机碳(SOC)作为陆地碳库的重要组成部分,不仅对土壤肥力产生重要影响,而且在一定程度上影响着全球变暖趋势,为了深入探究土壤侵蚀与有机碳的关系,利用137 Cs核示踪法,以黄土丘陵沟壑区典型流域王茂沟坡耕地、林地、草地和梯田四种土地利用为研究对象,分析了不同坡面下土壤侵蚀对SOC迁移和沉积的影响规律。结果表明:与该流域137 Cs面积浓度背景值相比(1237 Bq/m2),坡耕地平均137 Cs面积浓度最小,平均137 Cs流失率最大,达到95.86%。根据侵蚀速率,四种坡面景观侵蚀速率大小依次为:坡耕地>草地>林地>梯田。根据土壤有机碳空间分布特征发现,除坡耕地外,林地、草地和梯田土壤沉积与土壤侵蚀同时发生,并且土壤137 Cs面积浓度与有机碳面积浓度呈现显著相关关系(p<0.05)。研究结果表明采用137 Cs核示踪法可以较为科学的解释该区域土壤侵蚀作用对坡面有机碳迁移-沉积的影响规律。  相似文献   
7.
HE Qian 《干旱区科学》2020,12(5):865-886
Soil erosion in the Three-River Headwaters Region (TRHR) of the Qinghai-Tibet Plateau in China has a significant impact on local economic development and ecological environment. Vegetation and precipitation are considered to be the main factors for the variation in soil erosion. However, it is a big challenge to analyze the impacts of precipitation and vegetation respectively as well as their combined effects on soil erosion from the pixel scale. To assess the influences of vegetation and precipitation on the variation of soil erosion from 2005 to 2015, we employed the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) model to evaluate soil erosion in the TRHR, and then developed a method using the Logarithmic Mean Divisia Index model (LMDI) which can exponentially decompose the influencing factors, to calculate the contribution values of the vegetation cover factor (C factor) and the rainfall erosivity factor (R factor) to the variation of soil erosion from the pixel scale. In general, soil erosion in the TRHR was alleviated from 2005 to 2015, of which about 54.95% of the area where soil erosion decreased was caused by the combined effects of the C factor and the R factor, and 41.31% was caused by the change in the R factor. There were relatively few areas with increased soil erosion modulus, of which 64.10% of the area where soil erosion increased was caused by the change in the C factor, and 23.88% was caused by the combined effects of the C factor and the R factor. Therefore, the combined effects of the C factor and the R factor were regarded as the main driving force for the decrease of soil erosion, while the C factor was the dominant factor for the increase of soil erosion. The area with decreased soil erosion caused by the C factor (12.10×103 km2) was larger than the area with increased soil erosion caused by the C factor (8.30×103 km2), which indicated that vegetation had a positive effect on soil erosion. This study generally put forward a new method for quantitative assessment of the impacts of the influencing factors on soil erosion, and also provided a scientific basis for the regional control of soil erosion.  相似文献   
8.
Identifying land management practices (LMPs) that enhance on-site sediment management and crop productivity is crucial for the prevention, reduction, and restoration of land degradation and contributing to achieving land degradation neutrality (LDN). We reviewed studies in Ethiopia to assess the effects of LMPs on soil loss (84 studies) and crop productivity (34 studies) relative to control practice. Yield variability on conserved lands was assessed using 12,796 fixed plot data. Effects of LMP on soil loss were 0.5–55 t ha−1y−1 compared to control practices yielding 50 to 140 t ha−1y−1. More than 55% of soil loss records revealed soil loss less than the tolerable rate (10 t ha−1). Area closure, perennial vegetation cover, agronomic practices, mechanical erosion control practices, annual cropland cover, and drainage groups of practices led to 74.0 ± 18.3%, 69.0 ± 24.6%, 66.2 ± 30.5%, 66.1 ± 18.0%, 63.5 ± 20.0%, and 40 ± 11,1% soil loss reduction, respectively. A yield increase of 25.2 ± 15.0%, 37.5 ± 28.0%, and 75.4 ± 85.0% was found from drainage, agronomy, and mechanical erosion control practices, respectively. The average yield loss by erosion on fields without appropriate land management practice and on conserved fields was 26.5 ± 26.0% and 25 ± 3.7%, respectively. The findings suggest that practices that entail a continuous presence of soil cover during the rainy season, perennial vegetation, retention of moisture, and barriers for sediment transport were most effective at decreasing soil loss and increasing productivity. This review provides evidence to identify the best LMP practices for wider adoption and inform decision-making on LMP investments towards achieving sustainable solutions to reverse land degradation.  相似文献   
9.
10.
直播晚稻抽穗扬花期易遭受寒露风危害,影响产量与品质。利用自然低温条件,以陵两优722和中早35为试验材料,设置T1(芸苔素内酯+赤霉素)、T2(芸苔素内酯+赤霉素+磷酸二氢钾)、T3(赤霉素+磷酸二氢钾)和对照(CK,清水)4个处理,研究化学调控剂对直播晚稻遭遇寒露风危害的缓解作用。结果表明,在寒露风危害下,喷施不同化学调控剂均可有效缩短水稻抽穗时间,与CK相比,陵两优722和中早35生育期平均缩短了2.5d,其中,T1生育期均缩短1d,T2分别缩短3d和5d,T3分别缩短2d和4d,喷施化学调控剂还可有效减缓叶绿素相对值(SPAD值)与净光合速率(Pn)的下降,CK的SPAD值较第1次测定最大下降幅度平均为6.55%,T1、T2和T3分别为3.50%、4.22%和3.77%;CK的Pn较第1次测定最大下降幅度平均为10.59%,T1、T2和T3分别为5.96%、1.22%和3.36%。喷施化学调控剂不仅能稳定结实率与千粒重,且产量、稻米加工品质及外观品质均优于CK,与CK相比,陵两优722与中早35在T1处理下结实率分别提高8.17%与2.31%,T2分别提高6.20%与5.36%,T3分别提高7.88%与6.31%;千粒重则仅T2有促进作用,陵两优722与中早35较CK分别提高了1.67%与2.92%;与CK相比,陵两优722和中早35在T1处理产量平均提升9.01%,T2平均提升20.69%,T3平均提升19.01%,出糙率、精米率与整精米率较CK均明显提高,垩白度与垩白粒率明显降低。总体而言,磷酸二氢钾、赤霉素和0.01%芸苔素内酯混合液(T2)对水稻低温胁迫的缓解效果最明显。  相似文献   
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