圆柱绕流滴灌灌水器构建及其水流特性的数值分析

为了进一步了解圆柱绕流灌水器内部流动机理和外部水力性能,应用FLUENT软件对其内部流动及水力性能进行数值分析,发现水流在流道单元内存在明显的主流区和涡漩区,主流区水流紊动强烈.对150个流道单元的数值计算结果显示,每个流道单元的压降为630 Pa,流道的流态指数为0.527,100 kPa工作压力时的流量为1.76L/h.初步研究结果表明,圆柱绕流流道过流断面大,水流紊动强烈,消能效果良好,抗堵塞性能强,具备构建性能良好的滴灌灌水器的条件.     

河流生态系统结构功能模型研究

回顾了河流生态系统结构功能模型的研究进展,介绍了多种重要的概念和模型.在此基础上,提出了河流生态系统结构功能整体模型,它是由河流流态-生态结构功能4维连续体模型、水文情势-河流生态过程耦合模型、地貌景观空间异质性-生物群落多样性耦合模型3个子模型组成.整体模型建立了河流流态、水文情势和地貌景观这3大类生境因子与河流生态系统结构功能和生态过程的相关关系,基本上抽象概括了河流生态系统的主要特征.在模型中除了考虑自然力因素以外,还考虑了水利水电工程设施的干扰作用.     

基于土壤大孔隙流提升城市园林绿地土壤入渗能力的思考

城市绿地是海绵城市建设的重要功能单元之一,城市土壤入渗能力的提升将对海绵城市的建设起到重要的促进作用。该研究从城市绿地土壤结构改良、入渗功能提升等角度出发,探讨了借助人工措施、动物资源以及植物根系,构建土壤大孔隙优先流网络体系,促进降雨高效入渗、减少地表径流、补给城市地下水资源的可行性,为城市绿地在海绵城市建设中作用的发挥提供新的思路。     

斜流泵小流量工况压力脉动数值模拟与实验

基于标准的Smagorinsky亚格子尺度模型,对斜流泵全流场进行大涡模拟并结合压力脉动实验对小流量工况下的压力脉动和内部流场进行研究。实验结果表明,叶轮进口处的脉动幅值最高,随着流量的降低压力脉动幅值逐渐增加,不同工况下叶轮进口、叶轮出口、导叶进口的压力脉动主频为叶频,但导叶出口脉动主频随着流量的变化而变化。大涡模拟表明,0.8Qopt工况下叶轮进口流动状态较好,叶轮进口轴面速度变化较小,而在0.4Qopt工况下叶轮进口流动状态较复杂,轴面速度变化较大,0.4Qopt工况时叶轮进口冲角增加以及受到相邻叶片叶顶泄漏流的影响,在t*=0.041 6时叶片进口吸力面已发生流动分离,当叶轮从t*=0.041 6旋转到t*=0.124 9时,叶片吸力面流动分离加剧,轮缘处的轴面速度明显升高,同时分离涡的旋转强度也逐渐增强,导致该区域的静压下降,逆压梯度上升,促使回流的产生,当回流到达叶片进口时进口处的静压逐渐恢复,因此叶轮进口流动分离是引起叶轮进口压力脉动幅值增加的重要因素。     

基于改进欧拉算法的双吸离心泵泥沙磨损特性研究

固液两相流算法对双吸离心泵泥沙磨损模拟精度有直接影响。采用改进的固液两相流欧拉算法,考虑了相间阻力和泥沙扩散系数两方面因素,对典型悬移质泥沙粒径条件下的双吸离心泵流场进行了数值计算。研究发现,叶片表面湍流强度在头部和尾部较大,可达6%~10%;叶片头部和尾部的颗粒动态尺度大于中部。由湍流强度和颗粒动态尺度组成的湍动尺度效应,在叶片头部和尾部表现强烈,湍动尺度效应使固液相间阻力增大,更有利于颗粒的扩散,避免了颗粒聚集,对大颗粒的作用强于小颗粒。湍动尺度效应导致叶片表面固相体积分数分布范围减小,大颗粒的变化值大于小颗粒,叶片头部和尾部的改变值大于中部,叶片表面的严重磨损部位为叶片工作面尾部的块状磨损区,这比采用传统算法得到的带状磨损区和偏磨区计算结果,更符合离心泵实际磨损情况,考虑湍动尺度效应后得到的磨损率也有所增大。在此基础上,提出了双吸离心泵叶片水力设计和表面喷涂防护原则,为提高双吸离心泵抵抗泥沙磨损能力奠定了基础。     

棉花花铃期低温对叶片PSI和PSII光抑制的影响

选用陆地棉(Gossypium hirsutum L.)品种新陆早45号,在室外盆栽至开花结铃期后,移至人工气候室,模拟新疆棉花花铃期易出现的低温逆境条件,设置处理T(16℃/10℃,昼/夜),以常温(30℃/18℃,昼/夜)处理作为对照,采用叶绿素荧光和P700同步测定技术,研究低温对棉花花铃期叶片光合机构PSII能量分配、PSI氧化还原状态及环式电子传递流的影响。结果表明,与对照相比,低温处理显著降低了棉花叶片PSII光适应状态下最大光化学量子产量(F_v'/F_m')、光化学猝灭系数(qP)和PSII有效光化学量子产量[Y(II)],并使PSII非调节性能量耗散[Y(NO)]和调节性能量耗散[Y(NPQ)]量子产量显著升高,诱导PSII发生光抑制。低温引起棉花叶片光合机构PSI受体侧限制[Y(NA)]显著下降和供体侧限制[Y(ND)]显著升高,但未引起有效的PSI复合体含量(P_m)显著降低,表明与PSII相比,棉花叶片PSI对低温不敏感。此外,低温引起环式电子传递量子产量[Y(CEF)]以及与PSII实际量子产量比率的[Y(CEF)/Y(II)]显著升高,进一步表明在低温下,光破坏防御机制中环式电子传递流对棉花PSI、PSII起着重要的保护作用,是主要的光破坏防御机制。非光化学热耗散(NPQ)和调节性非光化学热耗散[Y(NPQ)]与[Y(CEF)]具有显著的正相关关系,表明低温引起棉花花铃期叶片PSII反应中心过度关闭产生过剩的激发能,造成了PSII可逆的光抑制,环式电子传递流的响应及较高的调节性能量耗散共同保护了棉花叶片PSI和PSII免受光抑制的损伤,这可能是棉花叶片PSI对低温不敏感的重要原因。     

卵磷脂桶混助剂的特性及其在防治稻飞虱中对氟啶虫胺腈的协同增效作用

为明确新型卵磷脂类桶混助剂“融透”的特性,采用透射电镜和激光粒度分析仪表征了其物理性质,并通过室内生物测定和田间药效试验测定了其在防治稻飞虱中对氟啶虫胺腈的协同增效作用。结果表明,“融透”中含有圆形脂质体,Z平均粒径为129.5 nm。室内生物测定结果表明,“融透”可使氟啶虫胺腈对褐飞虱的毒力增加1.67倍。田间药效试验表明,“融透”可使氟啶虫胺腈对稻飞虱的防效提高9.04%~41.77%;当氟啶虫胺腈减量40%时,添加“融透”的处理对稻飞虱的防效与未添加“融透”的常量组相当。研究结果表明,卵磷脂桶混助剂“融透”可以通过形成脂质体提高药剂的利用率,从而达到增效的作用。     

灌溉管网非恒定流计算机实现方法

为了研究灌溉管网非恒定流计算机实现方法,基于非恒定流的基本原理及其特征线(MOC)解法,探讨了采用节支关联表和支节关联表建立管网结构信息,并对管网数据进行储存、计算和结果输出的方法,在计算过程中通过数组储存不同的节点类型及管网参数供计算机调用。通过实例对典型喷灌管网的非恒定流过程进行了计算并分析。结果表明,该方法储存管网结构信息简单方便,计算机能够快速识别节点类型并调用相应的边界条件子程序,本方法可用于复杂灌溉管网的非恒定流建模与分析。     

水流冲击多段滞留气团的三维数值模拟

针对水气两相瞬变现象,充分考虑了水体弹性、气体可压缩性、水-气交界面的动态运动以及多段气团间相互作用,采用三维CFD方法对起伏管道内含多段滞留气团的水气两相作用进行建模和模拟,选择Standard k-ε湍流模型进行模拟研究,将三维计算结果、现有一维模型计算结果与试验结果进行对比分析,并通过水气两相分布图展现动态变化过程.结果表明:与一维模型相比,三维CFD模型能够更为准确地模拟起伏管道内瞬变压力波动,并且能够清楚描述水气掺混、耦合的动态变化.水流冲击初始两段滞留气团压力波动曲线显示,多气团间的瞬变压力并非同步变化,可能呈现多气团峰值压力交替出现的情况,这与初始气团长度密切相关.水气交界面自由变化,阻断水体长度时刻发生变化,当水体运动到管道弯曲处时会产生新的阻断水体,将气团分成若干部分.     

风洞模拟“攀援植物-围栏”复合沙障不同疏透度下的防风效果

为探索受风蚀影响围封区域的新型治理技术措施,本研究对不同疏透度(β)“攀援植物-围栏”复合沙障的防风作用进行了风洞模拟试验。分别在6、8和10 m·s^-1净风条件下对模型A (网围栏,β:96%～98%)与4种复合沙障[模型B (无叶期,β:59%～64%)、模型C (无叶期,β:50%～55%)、模型D (有叶期,β:40%～45%)、模型E (有叶期,β:30%～35%)]进行试验。结果表明：1)不同类型复合沙障流场结构均呈“减-增-减”的变化趋势,障体背风侧存在风影减速区,网围栏前后流场结构一致,不存在减速区。2)不同风速条件下,无叶期复合沙障(模型B、模型C)在10 m·s^-1风速下近地表平均防风效能最低,分别为18.55%与18.38%,有叶期复合沙障(模型D、模型E)则在6 m·s^-1风速下最低,分别为44.03%与45.42%,有叶期复合沙障防风效应随风速的增大而增强,无叶期复合沙障则相反。3)综合分析表明,当障体疏透度为59%～64%时便可产生防风效果,复合沙障防风效果优于网围栏,障体有叶期防风效果优于无...