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。     

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。     

阻力形式对坡面流流速修正系数的影响

坡面流平均流速是建立坡面土壤侵蚀过程模型的基础参数,主要通过示踪法测定的水流表层流速乘以修正系数α获得,因此对α的合理取值是准确计算平均流速的关键。在收集和整理前人试验资料的基础上,利用室内水槽冲刷试验,研究了不同阻力形式(颗粒阻力、输沙阻力、植被阻力)对坡面流流速修正系数的影响。结果表明：坡面流流速修正系数随颗粒阻力、输沙阻力增加而减小,随植被阻力增加而增大,两者均可用幂函数表示;不同阻力形式主要通过改变坡面流流速分布影响流速修正系数,颗粒阻力和输沙阻力主要使流速梯度变大,而植被阻力主要使流速梯度变小。利用逐步回归分析给出了多种阻力形式作用下流速修正系数的预测公式,与实测值对比,吻合较好。     

不同黑麦草种植密度对坡面流的阻力特性影响研究

为探究植被覆盖下坡面流的阻力特性,采用理论分析与室内放水冲刷试验相结合的方法,分析了3种不同种植密度、2组坡度下黑麦草对坡面流阻力的影响,并初步探讨了一定条件下柔性植被的形态与坡面水流的相互作用。结果表明,当有植被覆盖时,糙率系数随雷诺数的增加基本呈先增加后减少再增加的趋势;糙率系数并非随密度增大而增大;坡度为5°时糙率系数与弗汝德数之间呈良好的幂函数关系,而坡度为10°时拟合度并不高;在弗汝德数相同时,糙率系数随着坡度的增加而减少。     

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。     

设计暴雨雨型对高植被覆盖流域径流形成影响的数值模拟

为分析设计暴雨雨型对山区小流域山洪灾害的影响，应用时空变源混合产流模型，以四川省关口、汉王场为研究区域，分析高植被覆盖流域对不同重现期以及不同设计暴雨雨型条件下降水的响应规律，并对不同雨型及重现期条件下流域的洪峰流量、峰现时间、洪峰滞后时间等量值进行对比分析。结果表明：时空变源混合产流模型在高植被覆盖流域洪水模拟应用过程中能够取得较好的模拟精度，具有一定的适用性；关口、汉王场流域同一重现期条件下偏后型雨型相对于偏前和居中型条件下形成的洪峰流量更多，但偏前型雨型相对于居中型和偏后型雨型而言形成的洪水总量更大；在不同雨型条件下，随着重现期的增加，关口、汉王场流域的洪峰流量均是呈现增加的趋势；林草植被覆盖率为汉王场>关口流域，关口流域在不同重现期设计暴雨雨型条件下的峰现时间均是提前于汉王场流域，林草植被覆盖对于洪水的径流过程具有一定的调节作用；关口流域和汉王场流域洪峰出现时间相较于暴雨雨峰出现时间的滞后时间均为偏前型>居中型>偏后型；揭示西南山区高植被覆盖流域对于不同重现期设计暴雨雨型条件下的量化规律，在分析西南山区高植被覆盖流域暴雨洪水的形成过程、提高流域洪水预报精度与防...     

植被群纵向间距对水流结构的影响研究

河道中植被群的空间布局对植被群的上下游水流特性和河床演变均会产生重要影响。为研究河道中植被群的不同布局对水流结构的影响规律，设计了定床水槽试验，试验采用PVC圆柱模拟两个相同的刚性非淹没植被群，设置4组不同的上下游植被群间距，通过研究水流的流速和紊动强度分布，分析在不同的上下游植被群间距下植被群上游水流调整长度和尾流的形成与发展过程，并与单个植被对水流结构的影响进行对比。试验结果表明：上游植被群的存在会使下游植被群前端调整区长度缩短，此长度与植被群间距无关；随上游植被群的出现下游植被群的溢出流速、尾流稳定区长度、稳定区流速均会减小，其大小均与植被群间距有关，间距越小各值越小；同时下游植被群尾流形成区长度变短，随间距增大呈现先减小后增大的趋势；且下游植被群的尾流恢复速度随上游植被的出现变的更加迅速；上游植被群的存在加剧了下游植被群尾流紊动，其变化趋势也与植被群间距有关；植被群对水流既有抑制作用也有促进作用，主要取决于植被群前端紊动强度大小。试验探究了植被群不同纵向间距对河道水流结构的影响，为河道中植被群空间布局对水流特性的影响提供了补充。     

黑麦草密度对坡面水流阻力影响的试验研究

【目的】提高生态工程的水土保持效益,合理利用坡面植被挡蓄径流,减轻坡面工程土壤侵蚀。【方法】通过室内试验,模拟水流在不同密度植被覆盖下的坡面流动时水深及阻力的变化规律,详细描述坡面沿程水深规律并建立水深方程,研究阻力在整个坡面的分布及变化过程。【结果】①由坡面水深方程推求得出了水流所受坡面总阻力方程。②刚性植被与柔性植被在坡面阻流中对水流的阻碍作用不同,植被对坡面水流的阻力不随植被密度增大而增大,坡面植被存在最优种植密度,使阻水效果最佳。【结论】在治理低山丘陵区的水力侵蚀时,植被种植密度不宜过疏或过密,坡面植被存在最优种植密度,使阻水效果最佳。     

低压浑水管道输沙规律研究及水流挟沙力计算

【目的】确定输水工程适宜运行的水力条件。【方法】以巴音沟河流域输水工程为研究对象,通过数值模拟的方法研究不同泥沙质量浓度、压力条件下浑水管道输沙规律及水流挟沙力特性。【结果】(1)管道断面垂向泥沙质量浓度分布受压力、体积含沙量及管径等因素的影响;当压力及管径较小时,泥沙淤积厚度为6.3～8.0 mm,压力及管径较大时,在Y=-0.07区域以下淤积较多,淤积厚度达到8.6～9.4 mm;(2)同一管径及流速下,随着体积含沙量的增大,该区域流速梯度增大,最大增幅为14%;(3)随着水流速度增大,水流挟沙力增大,悬移质质量浓度也越大,但是悬浮指标逐渐变小。【结论】在低压浑水管道中,管径越大、泥沙质量浓度越大、压力越小,水流挟沙力越小,泥沙越容易淤积。     

轮式车辆稳态滑移转向仿真研究

详细分析了轮式车辆在低速稳态条件下的滑移转向过程,建立了稳态转向数学模型,最后基于某6×6全地形车,使用建立的数学模型对其转向动力学性能进行仿真分析。仿真结果表明：转向半径越小,车辆的滑转、滑移现象越严重,车辆受到的转向阻力也越大;地面附着系数越小,车辆受到的转向阻力越小,但附着系数较小时,车辆则容易打滑,不利于转向。     

柔性淹没植被河道水流结构研究与进展

水生植物是天然河道的重要组成部分,对河道的修复管理、河流湖泊的整治、水资源的可持续利用等具有重要意义。从理论分析、试验研究和数值模拟3个方面,总结分析了柔性淹没植被水流流速分布特性、水流阻力特性及水流内部紊动结构的研究与进展,提出了未来研究的方向和重点,对植被水流的进一步深入研究和河道水流生态功能的修复具有一定的指导意义。     

船式拖拉机底板非光滑表面减阻机理研究

基于Fluent软件对船式拖拉机底板建立三维模型,采用数值模拟的方法研究非光滑表面凹坑结构对机身底板的减阻影响。研究非光滑表面凹坑在不同深度、直径下滑行阻力的影响规律,选取最优的凹坑组合成等距排列、等差排列、菱形排列3种结构。分析凹坑结构的减阻机理,发现压差阻力增大、摩擦阻力减小是总阻力减小的原因。结果表明:船式拖拉机凹坑结构具有良好的减阻效果;相比光滑的船式拖拉机底板,非光滑表面凹坑直径为8mm,深度为5mm的等距排列结构的减阻率达到了5. 4%。     

与新驾驶员谈四轮农用运输车的驾驶技术(二)

4运输车的换档正确地选择车辆行驶速度，是提高生产率和经济性、延长车辆使用寿命的重要因素。工作速度的选择．是通过变换档位来实现的。农用运输车在行驶过程中换档的操作是相当频繁的，能否及时、准确、迅速地换档，对车辆的机动性能、行驶平倾性、节约燃料和延长使用寿命有着直接的关系。门）档位的选择与使用一般说来．农用运输车的1、巨档为低速档．回档为中速档．＊档及其以上为高速档．档位越低．驱动轴的转速也越低．获得的扭矩就越大；反之，档位越高，获得的扭矩则越小。从上述的档位特性可知．农用运输车在阻力大的情况下，如起…     

渠道非恒定流过渡时间影响研究

采用特征线法,模拟了不同渠道长度、闸门调控时间、流量变化率及运行方式下渠道水流过渡过程,并分析了其对水流过渡时间的影响。结果表明,渠道运行方式对水流过渡时间影响较小。渠长、调控时间、流量变化率为影响过渡时间的敏感因素。渠道越长,闸门调控时间越长,流量变化率越小,水流过渡时间就越短,水位流量波动越小,水流过渡越平缓。     

变坡陡比降河道逆行淤积物清水冲刷规律研究

陡坡河道洪水过程中常伴有强烈的泥沙输移,导致河道行洪断面缩小及水位的异常激增,但洪水过后泥沙往往被冲刷输往下游,在河道中难以发现泥沙的踪迹。泥沙造成洪水漫溢仅在洪水过程中发生作用,使得人们通常认为洪水发生的根源是强降雨,而忽略了泥沙的附加致灾作用。为了探索泥沙在洪水灾害中的影响,本文在变坡水槽中研究了在上游来沙量突变为零时床面前期淤积泥沙的冲刷发展及水位变化规律,解释了非超标洪水条件下,河道洪水位畸高而又未见明显的断面萎缩异常灾害的现象,探明了泥沙与洪水灾害的因果联系。试验结果表明上游来流量、加沙强度和泥沙粒径越大,冲刷水深越大。上游来流量、加沙强度和河床比降越大、泥沙粒径越小,冲刷速度越快。     

基于雷诺数和直径比两个因素的同心环状缝隙流轴向速度试验研究

为了进一步研究同心环状缝隙水流特性,通过理论分析推导出环状缝隙流轴向速度的计算公式,得出雷诺数和直径比是影响其大小的主要因素,并结合模型试验研究如何影响,以及其与管道水流速度和圆柱体速度三者之间的关系。结果表明:环状缝隙流轴向速度与雷诺数基本成正比的线性关系,同一直径比时,雷诺数越大,圆柱体速度增大最快,管道水流速度次之,环状缝隙流速增大最慢;直径比在0.5~0.7范围时,缝隙流速最大;雷诺数越大,达到稳定运动状态的直径比越小;直径比越大,达到稳定运动状态的雷诺数越小。因此从缝隙流量和系统稳定运行两个角度综合考虑时,建议选择雷诺数的范围为210 700~245 817,直径比为0.7。     

超驼峰工况下轴流泵事故停泵特性分析

针对带虹吸式出水流道的轴流泵站在超驼峰工况下的事故停泵问题,基于瞬变流理论建立其数学模型,以金口泵站为例分析快速闸门关闭速度、快速闸门预关开度以及静扬程等对事故停泵的影响。研究表明:超驼峰工况下停泵,随着关闸时间的增加,水泵最大水锤压力,倒流流量及倒转转速都逐渐增加;预关闸门的程度越大,水锤最大压力越小,最大倒流流量和最大倒转转速值也越小;静扬程越大,则水锤最大压力越大,最大倒流流量和最大倒转转速值也越大;采用"预关闸门70%,闸门按照120 s线性关闭"的方案可有效防止金口泵站超驼峰停泵时的水锤破坏。     

灌水器迷宫流道结构参数数值模拟与抗堵塞分析

借助Fluent6.2CFD流场软件对齿形迷宫流道滴头内部水流特性进行了数值模拟,研究了流道参数齿角、齿尖参差量对灌水器流量的影响。齿尖角与流量之间呈正相关关系;进行抗堵分析时发现,齿角越小,湍急小体积的漩涡越多,越有利于消能和自清洗抗堵塞,而齿尖角越大,水流流线越平滑,越有利于水中颗粒的排出,因此在进行流道抗堵塞结构优化时,应综合考虑这二者之间的矛盾,根据设计流量选择适当的齿尖角;齿尖参差量与流量之间呈负相关关系,即相同齿角及压力条件下,参差量越大,出口流量越小,齿尖参差量对灌水器流量大小的影响与齿尖角度的大小有着密切的关系,随着齿尖角的增大,增大参差量,流量的减小幅度越大;进行抗堵分析时发现,参差量越小,流道的实际过流断面越大,越有利于水中颗粒排出。     

从熔丝烧断分析故障的原因

从保险丝的烧断分析其故障原因,基本上可归纳如下两种情况:1、由电路故障引起的(1)电路出现短路,保险丝就发出较明显的爆断声,并有闪光,还留下以下痕迹:保险盒内和插盖凸背四周有较多的金属园珠粘贴着,园珠的数量越多,颗粒越小,分布范围越广,则说明短路电流越大。反之,则越小,保险盒温度不高。(2)电路存在过载,保险丝会延时烧断,并会出现以下状况:残留的金属园珠数量不多,颗粒较大且粘着不牢,园珠数量越少,颗粒越大,则说明过载的故障越小,反之,     

基于多元回归的栅格水系阈值计算模型

针对栅格水系提取中汇流累积量阈值对水系密度和质量的影响,以湖北省为研究样区,探索不同水流分配策略下,地形、降水量和植被因素与最佳水系阈值间的相关性,采用多元线性回归方法建立水系阈值计算模型。结果表明,最佳水系阈值与区域坡度、多年降水量以及植被覆盖率存在明显的正相关性,地势越陡峭、降水越充沛、植被越丰富,汇流累积量阈值越大。基于多元线性回归的栅格水系阈值提取模型能够有效融合不同区域的多源影响因素,得到合理的汇流累积量阈值。在不同水流分配策略下,方程的置信水平均大于0.95,模拟的数字水系与实际水系具有较高的相似度,能够为农林规划和灾害预测等行业提供合理的水文信息。将该方法用于其他流域,同样可以取得较好的提取效果。