江苏省海堤工程不同重现期风潮组合优化设计

为了实现海堤工程中风速和潮位参数组合的优化设计,提出了独立性风险和关联性风险的概念,并基于概率理论,定义了2种风险的计算模型,分析了2种风险之间的关系,以此提出风速和潮位组合的优化设计方法．利用江苏省沿海典型站(连云港站、射阳闸站、天生港站)多年实测风速资料和潮位资料,对提出的优化设计方法展开实例分析．结果表明:各站点风速和潮位变化趋势的差异性导致风速和潮位同频率设计存在较大的安全性;各站点风速和潮位遭遇特征的差异性导致风速和潮位区域优化组合形式存在一定的差异性;从优化组合的角度考虑,江苏省现行海堤设计组合标准“50 a一遇防潮标准加10级风”,尚有待进一步论证其合理性和安全性;海堤设计应充分考虑风速和潮位的独立性风险与关联性风险之间的协调性,以确保海堤设计的安全性和经济性;这种优化设计方法也可应用到其他类似水利工程设计中．     

小型风力发电机叶片设计风速的选择

根据内蒙古某地区2004年月平均风速数据选定设计风速,根据HY-1500发电机的输出功率特性,利用Willson气动模型设计了1500W风力发电机叶片。计算表明,该风力发电机在低风速段具有较高的风能利用系数,风速较高时又具有较低的风能利用系数,具有重要的实际应用价值。     

风向和风力对单喷嘴中射程旋转式喷头的射程和水量分布的影响

<正> 一、引言 固定式喷灌装置的效率、增产以及经济性主要取决于水量分布的均匀度,而水量分布的均匀度主要受气象条件(尤其是受风向和风力)以及射程的影响。迄今为止,固定式喷灌系统的设计主要依据的是无风条件下(风速≤0.5m/s)检测的喷头的各种参数。在德国东部地区,风速≤0.5m/s是较为罕见的。据估计,日平均风速一般为4m/s左右。 国际上通常采用两种方法来减少风对喷灌均匀度的影响。其一是推荐喷头组合间距的设计尺寸,该设计尺寸考虑到了单喷头湿润面积的减小问题,另一是设计出水量分布不受风影响的喷头。本文以8000/8002型单喷嘴中射程旋转式喷头为例阐述了风向和风力对喷头参数的影响。     

一种可与风轮高效匹配的水泵设计

为使风力提水机组能够高效匹配，设计了变扭矩容积式叶片泵，其特点是扭矩变化与转速二次方成正比，从而满足了风轮的输出特性，使风力提水机组既有良好的启动特性，又可将设计风速提高，达到了从启动风速到额定风速区间基本能够在高效工况下匹配。     

有风条件下喷灌系统组合均匀度的计算理论与方法研究

喷灌系统组合均匀度是规划设计时的重要技术参数。在无风或微风条件下，可通过室外组合喷洒试验或依据单喷头试验资料用计算方法求得。在有风条件下，目前普遍采用的是以大量观测数据为基础的统计方法，由于试验条件、手段所限以及风的多变性，不但试验结果再现性差、且很难比较精确地求得某些特征风速（如灌溉期间的平均风速、设计风速）下的均匀度。本文提出了一种计算有风条件下喷灌系统组合均匀度的方法，经与实测值比较，表明具有较高精度。     

风力发电机风轮与发电机匹配的研究

为使风力发电机,在较宽的风速范围内最大限度地提高风能利用率,进行风轮与稀土永磁发电机在工作风速范围内的匹配研究。通过分析风轮的气动特性和稀土永磁发电机的输出特性,建立风轮与发电匹配的数学模型,用计算机仿真从理论上提出相匹配的设计方法。通过试验对其方法进行修正,形成风力发电机具有最佳效率运行的设计方法,用于解决目前风轮与发电机不匹配,发电效率差,风能利用率不高等问题。     

有风条件下喷灌系统组合均匀度的计算理论与方法研究

喷灌系统组合均匀度是规划设计时的重要技术参数。在无风或微风条件下，可通过室外组合喷洒试验或依据单喷头试验资料用计算方法求得。在有风条件下，目前普遍采用的是以大量观测数据为基础的统计方法，由于试验条件、手段所限以及风的多变性，不但试验结果再现性差、且很难比较精确地求得某些特征风速（如灌溉期间的平均风速、设计风速）下的均匀度。本文提出了一种计算有风条件下喷灌系统组合均匀度的方法，经与实测值比较，表明具     

按当地风速选定喷头组合间距

作者认为根据浙江省的实践,应根据各地域的不同气候条件,选定适当的设计风速,以确定合理的喷头组合间距。并提出浙江省可划分为四个风速区,分别采用三级、二级和一级风作为设计风速。并依据以下要求选定喷头组合间距:1.不同作物采用不同的均匀系数;2.支管垂直主风向;3.风速大对应采用小喷头在树下喷洒。     

带状间作留茬防风蚀效应风洞模拟实验

风洞模拟实验中模型按1:4比例设计,在5种不同风速下,测量裸地及带状间作留茬纵向风速并进行比较;在3种不同带宽下,测量带状间作留茬纵向风速并与裸地风速进行比较。实验结果表明:风速不同时风速降低率的曲线图趋势基本一致,但随着带宽的增加风速降低率越来越小,密度为4万株/亩、茬高50cm时要使风速降低率不低于30%,带宽选择不应大于5m。     

统收式采棉机分离系统的设计与数值模拟

针对统收式采棉机采摘棉含杂率高的特点,利用现代设计方法,设计了一种机械和气力相结合的分离系统;利用CFD方法对气力分离室进行数值模拟,通过改变补风口进风角度、补风口风速以及补风口与入料管底座距离等条件,分别对室内流场进行模拟,对比分析得出影响结果为:补风口风速影响最大,补风口进风角度次之,补风口与管底座距离最小。     

植保无人机喷洒作业雾滴飘移的质点运动学分析

为了研究雾滴飘移对植保无人机喷洒作业质量的影响,基于多相流理论和质点运动学方法,对植保无人机喷洒的雾滴其受力和运动轨迹进行了理论分析与数学建模.在对近地面层和层流副层风速进行假设的基础上,即假设风速测量高度范围内的风速近似为线性函数分布,进行方程耦合迭代求解,分析了雾滴直径、飞行高度、飞行速度大小和航向、风速大小和风向、雾滴初始速度大小和方向对雾滴飘移的影响.进一步讨论了各因素之间耦合作用对雾滴飘移的影响,得到雾滴飘移浓度分布情况.结果表明:风速和风向对雾滴飘移距离影响较大;雾滴飘移距离和初始速度角度呈二次函数分布,在所给条件下经计算得出初始速度角在20°左右飘移距离最近;雾滴飘移主要集中分布在喷嘴周围,并且呈散射状分布.     

坡地喷灌水滴直径与动能强度分布规律研究

在室内无风条件下应用视频雨滴谱仪实时监测了不同坡度下喷洒水滴直径和速度等信息,研究了不同坡度下水滴平均直径及直径频率沿射程方向的变化规律,分别建立了水滴平均直径、速度与坡度等之间的数学关系。以此为基础,结合坡地喷灌水量分布计算方法,提出了无风条件下坡地喷洒水滴动能强度计算模型,并通过试验验证了该模型的正确性。以雨鸟LF1200型喷头为研究对象,应用该模型重点分析了不同喷头布置方式、间距和坡度对组合喷头打击动能强度分布的影响。结果表明:随着喷头间距的增大,动能强度分布越来越不均匀,且动能强度高值区所占比例不断减小;坡度变化对坡面动能强度分布影响并不明显;三角形布置方式对减小坡地喷灌打击动能强度具有一定作用。同时考虑打击动能强度和水量分布,在坡地喷灌系统设计时,若选用雨鸟LF1200型喷头,建议优先采用三角形布置,且间距为0.8倍的平地喷头射程。     

基于CFD的砂石覆盖对近地表风场的影响

为了抑制由风蚀引起的土地荒漠化进程及促进农牧业生产,对西北贫瘠土地采取砂石覆盖、植被覆盖、作物留茬等多种保护措施,能够明显改善近地表风场、有效减小风蚀、保持土壤水分和减缓土地退化.针对砂石覆盖模式,基于CFD方法对砂石粒径为2.0~12.0 mm、风速为5,13 m/s的砂石覆盖近地表风场进行三维稳态模拟,并进行了现场观测.研究结果表明:距地面同一高度下,砂石覆盖对近地表风速的削弱度随粒径增大而增大,当粒径超过10.0 mm后削弱度基本不变;削弱度增幅随粒径增大而减小;同一粒径下,削弱度随地面高度的增大而减小;对比5,13 m/s这2种风速条件下,削弱度对风速的变化不敏感.通过现场观测结果发现,模拟所得削弱度较实测所得削弱度精度达89%以上.研究可为干旱区生态农业发展提供理论依据.     

小型民用风力发电系统最大功率跟踪策略研究

根据建立的风力发电系统模型,分析风力机输出特性,确定风力机输出功率与风力机的角速度有关。采用扰动观察法对最大功率点进行跟踪,通过查找风力机的最佳旋转角速度,实现基本风速不变和变化时的最大功率跟踪。     

从纵横向流场分析垂直轴风力机功率随转速的变化

为了进一步明晰风轮转速对垂直轴风力机功率输出的影响,以某垂直轴风力机为研究对象,基于Fluent计算软件,采用SST k-ω湍流模型结合滑移网格技术,利用SIMPLE算法迭代,采用二阶迎风格式对垂直轴风力机进行非稳态计算.计算得到了不同转速下的风轮输出功率,通过将计算结果与试验结果进行对比分析,进一步验证了风轮功率随转速变化的规律.风轮速度场研究给出了尾迹不同位置处的纵向剖面速度云图,其中尾迹纵向剖面速度云图中的低速区出现了竖直方向对称而横向不对称现象.同时,通过对比风轮在不同转速下的尾迹流场纵向剖面速度云图和横向涡量场云图的差异发现风轮在额定转速下吸收风能最多,涡量损耗最小,并分析这种现象的诱因,从纵向流场和横向流场双重角度解析了风轮在额定转速下输出功率最大的原因,更加清晰地揭示了风轮输出功率随转速变化规律的机理.研究内容通过纵向截面和横向截面双重角度展现了风轮流场的变化,可为垂直轴风力机的设计和气动性能改善提供参考.     

塑料大棚结构的脉动风速与风压时程模拟

作用在塑料大棚结构上的主要动力荷载是风荷载,考虑脉动风作用的塑料大棚结构风振响应能真实地反映结构的受力特点。为了对塑料大棚结构进行时域内风振响应分析,必须解决脉动风速时程模拟问题。为此,采用谐波叠加法对塑料大棚结构表面的脉动风速进行模拟,获得不同空间点的风速时程曲线,对比了模拟功率谱与目标功率谱的变化趋势,分析了不同空间位置的相干性随两点距离增加的变化规律,模拟了不同点的脉动风压,从而为研究塑料大棚结构风振响应提供了荷载条件。     

Evaporation and drift losses from sprinkler irrigation systems under various operating conditions

Quantitative determinations of evaporation and drift losses from sprinkler systems were carried out under different operating conditions.Evaporation losses determined by an electrical-conductivity method ranged from 1.5 to 16.8% of the total sprinkled volume. Wind velocity and vapor pressure deficit were the most significant factors affecting the evaporation losses. Exponential relationships between the evaporation losses and both wind velocity and vapor pressure deficit have been found. For the operating pressures used in this study the least effect on evaporation was found.Drift losses measured by the magnesium-oxide method varied from 1.5 to 15.1%. Drift losses increased with the second power of the wind velocity, and decreased with increasing distance in the downwind direction.Combined losses from a sprinkler system for a given set of operating conditions have been estimated by using the results obtained from the experiments. Combined losses ranged from 1.7 to 30.7% of the applied water.     

Irrigation water conservation by using wide-spaced furrows

Studies of wide-spaced furrow irrigation were conducted at Goodwell, OK. Wide-spaced furrow irrigation applies water to the root zone while maintaining a relatively dry soil surface. This condition reduced evapotranspiration losses and can reduce water requirements by 20 to 50%. Probability of a yield reduction with this water conservation method is lessened by either: (a) abandoning the wide-spaced furrow irrigation method on 1 August of a high water-stress season; or (b) alternating the dry furrows in an alternate-furrow scheme. A high stress season is defined as one in which the August wind velocity averages greater than 1.8 m/s and less than 7.5 cm of rain falls between 15 July and 1 September (in the temperate northern hemisphere). The test for high stress conditions consists of measuring rain and wind velocity beginning on 15 July. The averages are examined on 1 August. If rainfall average is less than 1.6 mm/day and wind average is more than 1.8 m/s then normal irrigation is practiced on subsequent irrigations. Studies were conducted in 60 m plots and in field scale research with 0.8 km rows.