坡面径流量与含沙量动态测量系统

设计了一套测量坡面径流含沙量与径流量的动态测量系统,利用γ射线穿过不同介质后强度衰减不同的规律来测量含沙量,通过检测径流注入给定容器时液位由下检测点到达上检测点的时间来测定流量。实际应用结果表明,系统工作稳定,操作方便,省工省时,测量结果准确。系统不仅适合于室内土壤侵蚀试验中含沙量与径流量的测量,而且可用于野外坡面土壤侵蚀试验小区长期定点监测和其他相关试验研究。     

含植被坡面水动力学特性的实验研究

基于水槽试验,系统的研究了在5种流量、3种植被组合和3种覆盖密度情况下的坡面流的水力参数、水力因子间的关系和阻力规律.结果表明,坡面流一般为湍流,植被的存在增强了坡面流的湍流强度.平均流速与单宽流量幂函数相关,且拟合结果良好.柔性植被对流速的减缓作用大于刚性植被.柔性植被坡面和刚性植被坡面的阻力系数均随雷诺数的增加呈幂...     

降雨和坡度对坡面水流阻力规律影响研究

为探明降雨条件下坡面薄层水流阻力特性,分析雨强对坡面流阻力的综合作用,以流体力学和水力学基本理论为依据,通过5个坡度和8个流量、4个雨强组合条件下的模拟降雨试验,系统研究了降雨条件下坡面薄层水流阻力规律。结果表明:相同雨强条件下,阻力系数随着坡度的增加呈现先增加后减小的趋势,随着流量、水深的增大而逐渐减小,最终稳定在0.025左右;相同坡度下,坡面薄层水流的阻力系数随着降雨强度、放水流量的增大而减小;降雨强度在一定程度上影响阻力系数与弗汝德数幂函数关系的离散性。在本试验条件下,薄层水流都处于"层流"和"过渡流"的流区,并且随着坡度的增大,薄层水流向"层流"转捩。在考虑雨强的情况下,给出了计入雨强影响的裸坡条件下坡面流阻力的计算公式。     

砾石覆盖对海涂围垦区粉砂土坡面土壤可蚀性影响试验研究

通过人工模拟降雨试验,选取2种坡度(15°,30°),2种降雨强度(92,119 mm/h)和6种砾石覆盖度(0,10%,20%,40%,60%,80%),探究砾石覆盖对海涂围垦区粉砂土坡面侵蚀及土壤可蚀性的影响.结果表明:随累积降雨量增加,土壤可蚀性参数先增大后减小,并趋于稳定.坡度对土壤可蚀性影响显著,坡度越陡,坡面土壤可蚀性越大.砾石覆盖度与土壤可蚀性参数并非呈单调关系.坡度较陡且低覆盖度时,砾石覆盖增加坡面侵蚀;而当高覆盖度时,砾石覆盖可降低坡面径流速率,增加入渗率,减小土壤侵蚀率.适当盖度砾石覆盖能够改变边坡表面粗糙程度,降低坡面土壤可蚀性.砾石覆盖坡面径流雷诺数与土壤可蚀性参数呈显著线性负相关关系.通过径流雷诺数与土壤可蚀性参数线性关系定量分析能够较好反映坡面高钠盐土颗粒输移水动力学过程,对于构建盐碱土边坡泥沙输移预测模型具有重要意义.     

地表粗糙度对坡面流水动力学参数的影响

通过不同粗糙度床面薄层水流的定床试验,研究了坡面流平均流速、径流深、雷诺数、弗劳德数和阻力系数随粗糙度和流量的变化规律。结果表明,地表粗糙度延缓了坡面流流速,并增大径流深,且粗糙度越大,其作用越明显;地表粗糙度的增加明显降低了坡面流的紊动性,水流流态由过渡流转变为层流,流型由急流变为缓流;随粗糙度的增加,阻力系数增大,径流沿程损失增大,从而削弱径流侵蚀力。     

模拟草被覆盖下坡面水流阻力特性试验研究

探究植被覆盖下的坡面流阻力特性对土壤侵蚀模型的建立有着重要意义。通过3个坡度、7个流量和10个草被覆盖度下的定床冲刷实验,系统分析坡面薄层水流的流型流态与阻力特性。实验结果表明,坡面水流流态受到草被覆盖度与坡度的综合影响,主要分布在层流区及过渡流区。通过等效粗糙度和坡面水流流动阻力规律,推导出等效阻力系数fe的计算公式,公式表明草被覆盖度是影响水流阻力的重要因素,fe值随覆盖度增加而整体增大,实验结果显示当覆盖度在0%～37.68%的范围内时,等效阻力系数始终小于1.5;而当覆盖度在56.52%～94.2%的范围内时,fe由0.697～3.042增长至2.440～14.393。淹没度及雷诺数对等效阻力系数的影响与覆盖度密切相关,覆盖度低于18.84%时,等效阻力系数随淹没度与雷诺数的增加而呈减小趋势;而当覆盖度高于65.94%时,等效阻力系数随淹没度与雷诺数的增加而以较大的速率上升。研究结果以期为水土流失综合治理提供理论支撑。     

常用喷头对喷灌水源含沙量要求的试验研究

针对我国黄河流域及西北地区河流含沙量大、喷灌机具容易磨损的特点,为了制定喷灌水源的含沙量标准,本文对两种常用中压喷头进行了耐磨试验研究。根据在4种常见含沙量水流下的试验结果,找出了喷头流量变化率、喷嘴磨损量、喷嘴尺寸变化同水源含沙量大小及磨损时间之间的关系。通过对水源泥沙处理措施及费用的调查研究,从工程经济方面分析,在国内首先提出了常用喷头的喷灌水源含沙量允许值。研究成果对多泥沙河流地区经济、合理地规划设计喷灌工程具有一定指导作用,对充实完善现有《喷灌工程技术规范》有重大参考价值。     

ER流体的动力学特性研究

基于粘性阻尼和回滞阻尼组成的阻尼模型，对电流变（ER）流体的动力学特性进行了研究。应用迭代摄动法讨论了含有ER流体振动系统的非线性频谱，给出了带有ER流体阻尼器梁结构的计算结果。并应用Newmark数值积分方法分析了带有ER流体阻尼器梁结构的多自由度振动系统在不同电场强度和激励频率作用下的位移响应情况。结果表明，系统的刚度和响应的变化可以通过外加电场强度来控制，随着电场强度的增加，响应幅值减小且结构刚度变大。     

雨滴击溅及薄层水径流动力对坡面侵蚀影响的研究

坡面薄层水径流产生的水土流失问题在国内外一直是许多专家学者所关心的问题,坡面薄层水流并不是简单地遵循雷诺规律,它应该既不是层流,也不是充分紊流,而是一种介于它们之间的特殊流动.在降雨初期或在流域接近分水岭的坡面上,由于土壤下渗能力大,此时不形成径流,降雨主要为土壤吸收.但是随着降雨的继续,地表逐渐形成地面径流.最初径流水深很小,一部分雨滴由于击穿水层,而消耗其部分动能,使得径流紊动增大;随着水深不断增大,当流层达到某一深度时,雨滴击穿水层的动能将全部消耗,随即产生了水土流失.     

液力变矩器三维流动的计算

给出了适合于变矩器的旋转坐标系下的基本方程组;建立了YJ380型液力变矩器三维模型,选择了有限元法作为其分析方法,给模型加以适当的边界条件,对其内部流场进行三维动态仿真;将理论计算结果与实验结果进行对比分析。     

侵蚀性坡面流流态的试验研究

通过定床阻力试验,从水力学原理出发,对3种不同坡度(坡度分别为:5°、10°、15°)有机玻璃床面和人工粗糙床面(床面粘贴砂粒粒径分别为:0.5～1、1～2、2～5、5～10mm)的侵蚀性坡面流试验数据进行分析,研究了侵蚀性坡面流流态,得出了侵蚀性坡面流存在"虚拟层流"、过渡流和紊流3种流态形式,通过试验分析了"虚拟层流"具有悬移输沙能力的原因。     

不同覆盖度下坡面流植被阻力特性研究

为深入研究植被覆盖下坡面流阻力规律,以植被覆盖下明渠水流植被阻力公式为基础,通过5个覆盖度、6个坡度和7个流量组合条件下的室内放水试验,结合理论分析,建立适应于坡面流的植被阻力模型。结果表明,植被阻力随等效覆盖度和等效水力半径的增加而增大,等效覆盖度对植被阻力的贡献率(0.106)小于明渠水流(0.167),而等效水力半径(0.5)和拖曳力系数(0.5)的贡献率与明渠水流(均为0.48)基本一致。植被阻力模型的NSE值高达0.84,为坡面流植被阻力计算奠定了一定的理论基础,可促进明渠水力学理论在坡面水流方面的扩展。     

北方农牧交错带风蚀对农田土壤特性的影响

研究分析了我国北方农牧交错带典型风蚀地区,传统和保护性耕作农田土壤的风蚀和有机物及养分衰减的定量关系及其衰减的机理。土壤风蚀过程中,保护性耕作比传统耕作可以减少风蚀量50．44％。有机质损失减少48．80％,全氮损失减少49．04％,全磷损失减少48．51％,全钾损失减少50．52％。传统耕作和保护性耕作各物质损失中全磷的损失最大,分别为12．24％和5．93％;其次是有机质的损失,分别为11．53％和4．31％。土壤损失率分别为5．29％和2．62％时,全磷损失率是相应土壤损失率的2．31倍和2．26倍;有机质损失率是相应土壤损失率的2．18倍和1．65倍。保护性耕作是防止农田沙漠化和提高作物产量的根本措施。     

柔性植被与刚性植被覆盖下坡面流阻力特性研究

主要讨论植被覆盖下的坡面流水力学特征,特别是阻力特征,并比较柔性植被和刚性植被对阻力影响的不同之处,系统地研究了坡面流阻力系数与单宽流量、雷诺数、覆盖度、坡度的关系。研究结果表明:柔性植被覆盖下的坡面流阻力系数随单宽流量变化不显著,但随着坡度的增大,阻力系数是减小的,大坡度小覆盖度下的坡面流阻力系数和雷诺数呈现负相关关系,同时植被覆盖度越大坡面流阻力系数也越大。而刚性植被覆盖下的坡面流阻力系数和坡面单宽流量呈现良好的正向幂函数关系,同雷诺数、植被覆盖度也都有明显的正比关系,同坡度的变化关系和柔性植被覆盖相似,并且刚性植被覆盖下的阻力系数在同等其他条件下明显大于柔性植被覆盖下的阻力系数。     

薄层水流水力特性试验研究

对粘砂床面的薄层水流进行定床试验,研究了不同流量、坡度下薄层水流的水力学参数(流态、水深、流速及阻力系数)随坡度和流量的变化规律。结果表明:水流雷诺数Re随着坡度和流量的增大而增大,但Re主要是由流量决定的,坡度对Re的影响不大,水流流态基本上在过渡流区和紊流区;平均水深-单宽流量,流速-单宽流量,水流阻力系数-单宽流量均成很好的幂函数形式,平均水深和流速均随单宽流量的增大而增大,阻力系数随着单宽流量的增大而减小。     

轴流泵装置反转水动力特性研究

为了探究轴流泵装置反转运行条件下的水动力特性,采用试验测量结合数值模拟的方法,对某配有常规单向叶轮的轴流泵装置的反转运行特性进行了研究,分析了轴流泵装置包括反水泵工况、反向发电工况的能量特性和内流特性。结果表明,应用单向叶轮的轴流泵装置进行反转抽水的扬程和效率均较低,高效点的扬程仅为常规泵工况高效点扬程的0.38倍,高效点的效率仅为常规泵工况的0.55倍。反水泵工况下的压力脉动信号成分较为复杂,泵装置出水流道的流态较差,不同流量工况下的叶片非工作面均存在较大范围的回流区。反向发电工况下,最高效率点向大流量偏移,出现在Qd=1.63流量工况,高效区的范围明显增大,达到了泵工况的1.53倍,在大流量工况下仍能维持较高水平的水力效率。反向发电工况下水泵叶片非工作面的极限流线较为平顺,叶片工作面的压力梯度分布较为均匀。研究成果为特殊利用条件下的轴流泵装置的安全稳定运行提供了参考。     

基于道路载荷特征的整车试验场耐久性评价方法

为了获得整车试验场各路况对底盘各零部件的对应考核情况,以国内某整车大型试验场为研究对象,通过将采集到的试验场载荷分解,获得试验场各子路况的载荷时间历程。通过分别以底盘零部件各测点为基准和以试验场各路况为基准对比分析各路况对应各测点的损伤,可得到试验场路况考核表。针对考核表中不同路况考核部件的相似性,对比分析其各路况考核各部件的极值、变程、RMS、损伤,根据分析结果优化此前得到的试验场各路况考核表。此方法可为整车试验场耐久性评价提供一定参考。     

管道螺旋流断面流场及沿程流动特性

平轴螺旋管流作为一种新型的输沙方式,其流场特性能够使管道输送具有高浓度、低能耗、输送距离远和不淤积的优点。在试验的基础上,主要对局部起旋器产生的平轴圆管螺旋流的流场特性进行了探讨与研究,得出了起旋器出口后圆管螺旋流的流场规律：流速场切向流速在测试断面具有旋转的对称性,若不考虑管壁近壁区的影响,可认为切向流速在断面呈线性分布,而且随着流量的增加,切向流速也在增加;随着流程的增加,切向流速逐渐衰减。