玉米马铃薯间作和起垄对坡面水动力学特性的影响

为了研究间作体系下地表特性对土壤侵蚀的影响,采用人工降雨法分析了玉米马铃薯间作及起垄在不同降雨强度(40,80 mm/h)下的水力学参数的变化特征。结果表明:(1)同一降雨强度下玉米马铃薯间作的阻力系数高于玉米单作处理,雷诺数、弗劳德数和径流流速低于单作玉米处理(P0.05)。7月初80 mm/h降雨强度下玉米马铃薯间作和玉米单作的阻力系数分别为0.41～0.53和0.09～0.10;径流流速分别为0.11～0.12,0.19～0.21 m/s。玉米马铃薯间作的径流流速和阻力系数与马铃薯单作差异不显著(P0.05)。(2)同一降雨强度下间作高垄的阻力系数最高,径流流速、雷诺数和弗劳德数最低。40 mm/h降雨强度下间作高垄、间作低垄、玉米高垄的径流流速分别比玉米低垄分别减少35.71%,35.71%和14.29%。间作条件下起垄能增加坡面流阻力,降低雷诺数和弗劳德数,进而减缓坡面径流流速,这对于坡耕地土壤侵蚀的防治以及农业的可持续发展具有重要的指导意义。     

沟灌侵蚀过程的水动力学特性模拟研究

通过室内沟灌侵蚀模拟实验,研究了沟灌侵蚀过程中不同流量、坡度下垄沟水流的流态、流速及阻力系数的变化规律。结果表明,坡度和流量对水流流速的影响显著,流速随着坡度和流量的增大呈逐渐增大的趋势;流速与坡度、流量的相关性显著。垄沟水流的雷诺数变化范围为923～4 623,属于紊流;并且随着流量的增大呈现出逐渐增大的规律。弗汝德数在实验过程中变化范围为0.41～1.34,大部分都处在急流状态;坡度的增大使弗汝德数也随之增大。阻力系数变化范围为0.14～0.53。     

华北落叶松枯落物覆盖对地表径流的拦阻效应

在宁夏固原六盘山叠叠沟小流域坡面径流小区(长0.9 m、宽0.5 m)内进行了10种枯落物覆盖量(0.0、0.5、1.0、3.0、5.0、7.0、10.0、15.0、20.0、25.0 t·hm-2)、5个入口流量(10、20、30、40、60 mL·s-1)的地表径流试验.结果表明:当枯落物覆盖量从0.0 t·hm-2增加到25.0 t·hm-2时,地表径流流速与无枯落物覆盖相比减小了57.50%～72.27%;地表径流流速随入口流量增加而明显加大,尤其是无枯落物覆盖时增加最快;在坡度为14°的条件下,枯落物覆盖对地表径流流速的阻延值△V(cm·s-1)与单宽流量q(mL·s-1·cm-1)、枯落物覆盖量G(t·hm-2)的关系为:△V=3.617 7q0.507 5G0.431 5(R2=0.910 2);枯落物覆盖量增加使地表曼宁阻力系数n值加大,在枯落物覆盖量小于10.0 t·hm-2时,n值随枯落物量增加而急剧加大;当枯落物覆盖量在10.0～25.0 t·hm-2范围内增加时,n值的加大趋势逐渐变缓;n值与枯落物覆盖量之间呈较好的二项式关系.     

黄土坡面细沟流水动力学特性

我国是土壤侵蚀最严重的国家之一,黄土高原地区的水土流失造成严重的生态环境恶化问题.为探求黄土细沟流的水动力学特性,从水力学及河流运动力学的角度出发,系统研究6种坡度(2.、4.、6.、8.、10.、12.),5种流量(8、16、24、32和40 L/min)组合水槽冲刷试验条件下细沟水流水动力学特征.结果表明:细沟流平均流速与径流流量呈幂函数关系,坡度对其影响较小,其原因同水流强度与床面形态的相互制约有关;黏性底层厚度与坡度、流量均呈现负相关关系;阻力系数与雷诺数无关,说明水流强度增加的同时,床面形态发育愈显著,即水流耗散能量增加愈显著,其值在0.16 ～1.45之间变化.研究结果对细沟水流水动力学的探究具有一定的理论价值,进而对黄土坡面水土流失治理及生态修复均具有一定的指导意义.     

零迎流角半球缺群无阀压电泵流阻与流量特性研究

半球缺群相比于单一的半球缺具有更好的正、反向流体阻力不等特性,为分析其流阻变化对泵送性能的影响,对泵腔内半球缺群的行数、列数及行列间距的变化进行了研究。推导出半球缺群的正、反向阻力系数作用规律,流阻试验及泵流量试验验证了该规律分析计算流阻及泵流量的可行性;在有限行、列间距范围内,计算及试验流阻差及泵流量均随半球缺群行数、列数的增加而增加;在驱动电压及频率为120 V、6 Hz时,半球缺群3×4、4×3、4×4行列分别获得45.5 m L/min、46.2 m L/min、47.75 m L/min泵流量;理论与试验流量的最大偏差为23.23%。研究表明,半球缺群的流阻作用规律可以用来分析及预测泵流量;增加行数及列数并适当控制行、列间距均能提高泵流量,且增加行数比增加列数能获得更好的输出效果。     

拖网模型试验小尺度雷诺相似准则的理论探讨

本文从理论上探讨拖网模型试验的相似准则．首先分析现有相似准则的理论前提中存在的二个问题，然后提出一种以拖网网体的小尺度雷诺相似为基础的准则．这一准则与现有准则有二个主要的不同点：(1)现有准则假定网具阻力与速度平方成正比，亦即阻力系数是常数K与雷诺数无关，试验中不考虑粘性力相似条件。本准则认为网具阻力系数CR不是常数而是雷诺数的函数，亦即CE=CR(Re)。在模型试验中考虑粘性力相似条件。(2)现有准则按重力相似，亦即相当于网体小尺度傅汝德数相似条件推导实网与模型网之间的速度关系。本准则认为支配网具阻力的主要因素是粘性力。考虑到网体的滤流特点，以网体的小尺度雷诺相似为条件推导实网与模型网之间的速度关系。同时考虑到二者的大尺度雷诺数不同所产生的尺度效应，引进了相应的修正系数。在讨论了相似准则的理论前提后，本文阐述了新准则的要点。     

某SUV车造型设计阶段的空气动力学仿真模拟

为验证某新开发车型气动性能,利用CFD分析软件对其流场进行了模拟计算,计算结果表明,其空气阻力系数Cd正常,气动性能比较合理,同时在一些具体细节存在改善空间。并在分析中指出了改进的方向。     

不同降雨强度下土壤结皮强度对侵蚀的影响

为定量分析土壤结皮对坡面侵蚀的影响,该文选择塿土、黄绵土、黑垆土和黄墡土4类土壤,分析其在3种雨强(60、90、120 mm/h)下的结皮强度变化规律。结果表明,当土壤含水率高于30%时,不同降雨强度下结皮强度差异不显著(P0.05),当含水率小于30%时,结皮强度随降雨强度增大而增强。以杨凌塿土10°坡面为例,进行坡面人工模拟降雨试验,分析计算不同强度结皮坡面的侵蚀产沙、径流剪切力、阻力系数以及流速,结果表明:结皮对坡面产流的影响并不显著,但其存在有效地减少坡面的侵蚀产沙量。结皮存在能有效地减少坡面产沙量,无结皮坡面的产沙量是结皮坡面产沙量的1.24~8.72倍。相同降雨条件下,结皮强度越大,其产沙量越小。进一步通过灰色关联分析得出:随着坡面结皮强度增加,水流功率对坡面侵蚀的作用效益不断减小,而阻力系数的作用效益增加,即水流增加产沙的正效应不断减弱;另一方面,结皮强度增大使得坡面土壤抗蚀性增强,因此,结皮强度越大,坡面侵蚀量将大幅度减少。研究可为准确有效预报坡面土壤侵蚀提供重要依据。     

薄壁微喷带沿程水头损失试验研究

【目的】研究薄壁型微喷带沿程水头损失的水力性能。【方法】采用控制变量法与L9(34)正交试验方案,对折径为N43、N45、N50、N64 mm的微喷带进行沿程水头损失水力性能试验,获取流量、长度、折径与水头损失等试验数据,分析流量、长度、折径三因素对沿程水头损失的影响程度以及水头损失相关水力性能参数,提出了沿程阻力系数,对沿程水头损失计算公式参数进行修改,得出了薄壁型微喷带水头损失计算参数。【结果】薄壁型微喷带沿程水头损失随着压力与铺设长度的增大而增大;折径、流量、长度的F值分别为90.314、26.056、19.041,表明对沿程水头损失影响依次减小。【结论】采用修改后的沿程水头损失计算参数计算薄壁型微喷带沿程水头损失值与试验值吻合较好。     

淹没柔性植被河道阻力系数特性及计算方法研究

植被是河流生态系统中重要的组成部分,在河流生态修复、河道形态演变和水资源可持续利用中发挥重要的作用,但水生植被的存在也会改变河道水流的运动形态,降低水流流速。柔性植被在水流的作用下会产生形态变化,使水流运动更加复杂。将柔性植被的形变因素加入到经典达西-魏斯巴赫阻力方程,利用最大差异性算法对试验数据进行筛选分类,通过遗传算法确定出淹没柔性植被阻力系数的表达式,基于达西-魏斯巴赫阻力系数与曼宁系数的转换关系得出曼宁系数表达式。结果表明：提出的达西-魏斯巴赫阻力系数公式和曼宁系数公式具有相对简明的表达形式,能应用于不同水深、不同植被密度、不同植被高度等条件下的淹没柔性植被河道阻力系数计算,研究成果可为植被化生态河道设计提供理论依据。