防风网泄流区湍流的子波分析

在边界层风洞中模拟了防风网附近的湍流流动,应用子波分析对防风网泄流的湍流信号进行了研究,发现与无防风网平坦条件相比,湍涡的能量及发生的频率都有显著降低。这说明,防风网在降低风速的同时也降低了湍涡发生频率,起到抑制起尘的作用。     

底部间隙对防风网抑尘效果的影响

分别对开孔率为0.273的非平面型防风网与0.264的平面型防风网进行了风洞试验研究,并且采用热线风速仪获得了不同底部间隙率（G/H=0.000,0.025,0.075,0.125,0.150,0.175和0.200）的非平面型和平面型防风网尾流区风速分布的数据.通过试验数据计算出不同底部间隙非平面型与平面型防风网尾流区的减风率,并对其进行了分析比较.综合分析可得：非平面型与平面型防风网模型均在底部间隙率（G/H）为0.150时,尾流区具有较好的风速分布和减风率,防风网的抑尘效果最优.     

防风网防风防尘效果现场实测研究

本文以某集团大型煤堆场建设的防风网为背景,通过对现场测试数据分析,阐述了防风网的防风作用,并对比建网前、后堆场粉尘起尘量来验证防风网的防风效果。     

基于数学期望的风向和风速对农田防护林网防风效能的影响

为研究农田防护林网在全年的时间尺度上对不同方向有害风的综合防护效能,在野外实地观测不同风向(与主林带夹角分别为90.0°,67.5°,45.0°,22.5°和0°)和风速(5.2和7.3m/s)条件下的林网内防风效能,根据各风向有害风发生频率计算数学期望值,利用克里金(Kriging)插值法进行模拟,并用地统计学的方法分析防护林网的空间自相关性.结果表明:防护林对不同风向的风均有较强的防护作用,随着风向与主林带夹角的减小,平均风速呈现出增大的趋势,防风效能分别达到69.5%,66.2%,60.4%,59.8%和50.1%;不同风速条件下防风效能均达到50%以上,低风速和高风速时平均有效防护面积分别为90.1%和44.0%;不同风速条件下林网内空间变异系数分别与指数模型和高斯模型相拟合,林带内风速块金值较低,变程较大,具有强烈的空间自相关性和样本区间的合理性.     

蝶形防风抑尘网防风强度试验分析

采用大面积造风机,对蝶形防风抑尘网在自然状态下的挡风效果进行了测试.基于试验结果,指出蝶形防风抑尘网可以取得较理想的阻风抑尘效果,使5级风速可降至1级风速,12级风速可降至3级风速.     

太钢原料场混匀堆料机卷筒箱的改进

介绍了太钢炼铁厂原料场混匀堆料机卷筒箱的使用状况,对混匀堆料机卷筒箱使用中存在的问题进行了分析,提出了改进措施。     

煤堆场防风网防尘技术的数值模拟

本文在对秦皇岛港煤堆场煤尘污染现状深入调查的基础上,对比几种主要防尘措施的特点,认为可采用设置防风网为主,其他已有装置为辅的防尘措施,综合处理,全面防治。并分析了防风网的防尘机理,对采用防风网后煤场的气流分布和扬尘状况进行了数值模拟,提出了利用防风网技术进行煤堆场防尘的合理方案。     

防风网板开孔率对防风效果影响的数值模拟研究

为使防风网达到最佳的防风效果,以蝶形板为母板,通过设计不同开孔率,并对不同开孔率下的蝶形防风网板进行数值模拟计算,由计算结果确定防风网板开孔率最佳值,为防风网技术在不同地区、不同气象条件和不同边界条件下确定防风板网的开孔率提供了研究方法。     

多层林网与单林带防风效应差异的风洞模拟

农田防护林是有效降低作物风沙灾害的重要屏障,而目前防护林研究多围绕单个林带及林网,缺少对多层林网与单林带防风效应差异的整体认识,故本研究选取3种不同行数林带配置(4、6和8行林)3层林网,在3种风速下(8、10和14m/s)进行风洞模拟,研究多层林网与单林带流场及防风效应差异。结果表明:1)林网与单林带流场差异主要表现在林带以上高度,近地面风速差异相对较小。另外,随水平距离增加风速恢复方式不同,林网上下同步恢复,呈平行状;而单林带自上向下逐步恢复,呈阶梯状;2)随着风速增加,单林带防风效应变化较小,林网后略减小,较单林带的效应增量呈减小趋势,在8、10和14 m/s风速下分别为7.99%、3.05%和2.38%。3)4行林林网配置综合防风效应最佳。随着林带行数增加,单林带和林网防风效应均先增大后不变,且林网后多出的效应增量变化趋势也相同,在林带为4、6和8行条件下分别为6.29%、7.99%和7.65%。因此,随着集约化和精准化农业推进,在进行防护林配置时,应从农田林网的整体效应进一步定量,减少林带冗余,实现作物经济效益最大化。     

木材干燥室内部风速场的数值模拟与优化

为了改善木材干燥室内部风速场的均匀性以提高干燥质量,对材堆到侧墙距离为0.30 m,风机风速分别为2.0、3.0、4.0 m/s的工况下木材干燥室内部风速场,采用Fluent进行数值模拟与分析,得到风速分布最佳时的工况。此外,在最优风速场工况下,通过改变材堆到侧墙距离(0.25、0.30、0.35 m),对试验结论进行验证。结果表明:对于顶风式木材干燥室,选择风机风速为3.0 m/s、材堆到侧墙距离0.30 m时,木材内部风速场最均匀,采用Fluent得到的模拟值与实际值相差不大。通过Fluent方法对木材干燥室内部风速场进行数值模拟,可有效优化风速场的均匀性。     

非均匀孔隙率防风抑尘网优化设计

基于均匀孔隙率抑尘网后呈现贴附涡旋贴附的流动状态,提出将抑尘网从下到上划分为孔隙率不同的三部分,建立非均匀孔隙率下,露天堆场周围空气流场的数学模型.运用Fluent 6.3,模拟9种非均匀孔隙率组合下网后的空气流动和堆面受力.结果表明:三层非均匀抑尘网的设置可人为引导网后空气运动的微环境;网的上、下部孔隙率(ε_H,ε_L)不变,中部孔隙率(ε_M)从0.3增至0.6时, 料堆的迎风面流场先减弱后增强, ε_M=0.4时,获最佳减速效果;上部孔隙率从0增至0.2时,ε_H=0.1时最优;调整网下部孔隙率,ε_L=0.2时最佳;孔隙率组合ε_H∶ε_M∶ε_L=0.1∶0.4∶0.2以最大限度地虚弱迎风面受力而获最小剪切力,与均匀空隙率(ε=0.3)网相比减小66.1%,与上、下两层非均匀网(ε_H∶ε_L=0.1∶0.3)相比减小31.2%,抑尘效果最佳.     

植株形态对单植株前后风速变化影响的风洞实验

为了评估不同植株形态对单植株防风能力的差异，本文在风洞中测量了5种不同形态的单植株模型（细长柔性植株、上大下小状柔性植株、2种树状刚性植株和刚性圆木棒）在3种来流风速下，植株前后风速的变化. 结果表明:来流风速对柔性植株下风向相对风速恢复曲线有显著影响，而对刚性植株模型的影响很小； 植株的1/2高度处树状刚性植株的平均防风效应和防护距离一般大于柔性植株；植株迎风面宽度随高度的变化是影响不同高度处风速衰减程度的一个重要因素.      

小型绿化带对城市建筑物周围风场影响的数值模拟

在城市街谷模式的基础上引入叶面指数,对小型林带的防风效应进行模拟、检验,通过实验结果与野外观测值的比较,证明此模式能较为合理的模拟防护林的动力遮蔽效应;将此模式应用于小型绿化带对高大建筑物周围风环境的影响的数值模拟,数值实验证明在城市冠层内,城市小型绿化带对高大建筑物周围行人高度的风场环境影响显著,设置合理的小型绿化带对城市高大建筑物附近风场有良好的改善效果。模拟实验中可见,在3m/s的入流风速下,建筑物侧面的角隅流达5m/s,设置合理的绿化带可使之降低到3.5m/s。     

小型绿化带对城市建筑物周围风场影响的数值模拟

在城市街谷模式的基础上引入叶面指数,对小型林带的防风效应进行模拟、检验,通过实验结果与野外观测值的比较, 证明此模式能较为合理的模拟防护林的动力遮蔽效应;将此模式应用于小型绿化带对高大建筑物周围风环境的影响的数值模拟,数值实验证明在城市冠层内,城市小型绿化带对高大建筑物周围行人高度的风场环境影响显著,设置合理的小型绿化带对城市高大建筑物附近风场有良好的改善效果。模拟实验中可见,在3m/s的入流风速下,建筑物侧面的角隅流达5m/s,设置合理的绿化带可使之降低到3.5m/s。     

乌兰布和沙漠绿洲防护林体系小气候效应研究

【目的】 研究绿洲防护林体系的小气候效应,为绿洲防护林体系的长期经营与健康发展提供科学数据。【方法】 对乌兰布和沙漠绿洲防护林内、外2个气象站36 a(1983—2018年)连续监测的气象数据进行了统计分析,研究了2个站点的大气温度、地表温度、相对湿度、降水量、蒸发量,以及风速的年、季和月变化特征,分析了绿洲防护林内、外小气候的差异并探讨了产生差异的原因。【结果】 ①绿洲防护林内、外的大气温度、地表温度和降水量年际变化特征总体呈上升趋势,相对湿度、蒸发量和风速总体呈下降趋势,绿洲防护林体系使大气温度降低0.2~1.6 ℃,地表温度降低0.10~5.49 ℃,相对湿度增加0.5%~18.6%,降水量增加0.5~100.7 mm,蒸发量降低18.4~1 282.8 mm,风速减小0.45~1.98 m/s;②绿洲防护林内、外的每10 a的气温变化倾向率分别为0.27、0.32 ℃,地温变化倾向率分别为0.28、0.36 ℃,降水量变化倾向率分别为1.8、2.5 mm,相对湿度变化倾向率分别为-0.2%、-1.3%,蒸发量变化倾向率分别为-42.5、-78.4 mm,风速变化倾向率分别为-0.1、-0.2 m/s;③绿洲防护林内和林外大气温度、地表温度、相对湿度、降水量和蒸发量的年内变化规律均为先增加后降低,为单峰曲线,而风速的年内变化曲线为双峰曲线;④绿洲防护林内、外各环境因子具有明显的季节差异,春、夏、秋、冬四季大气温度、地表温度和蒸发量增长率均为林外高于林内;四季相对湿度均为林内高于林外,风速则相反;降水量春、夏季林内高于林外,秋、冬季为林内低于林外。【结论】 绿洲防护林体系具有降低气温和地温、减少蒸发、降低风速、增加空气相对湿度和降水等生态功能,防护林及其内农作物生长季节尤为明显,这对于提高作物产量起着积极作用,进而改良土壤,并对维持绿洲可持续发展起着重要作用。     

碟式太阳能聚光器气动特性和最大风压分布仿真分析

针对碟式太阳能聚光器最佳避风姿势问题,采用流体控制方程建立了碟式太阳能聚光器流场模型,并将计算得到的流场流速和压力再加载耦合到碟式太阳能聚光器前后表面,对碟式太阳能聚光器气动特性和风压分布进行仿真分析.结果表明:1风速对碟式太阳能聚光器表面中心区域最大风压影响很大,应适当提高碟式太阳能聚光器中心处的强度和刚度;2碟式太阳能聚光器的升力、阻力、侧向力和最大表面风压随风速增加而增加,且最大表面风压增加幅度尤显明显,但是风力系数随风速变化甚微;3不考虑流固耦合作用时碟式太阳能聚光器的升力系数、阻力系数、侧向力系数和最大表面风压的计算值存在较大的误差,在之后的计算中,应考虑流固耦合作用;4碟式太阳能聚光器表面最大风压随高度角和方位角的变化复杂,高度角为0°、方位角为45°姿势时达到最大.     

地面热力条件对庭院式建筑内部空气环境的影响

太阳辐射、人员聚集和存在散热设备等通常对庭院式建筑内部敞开空间的热环境产生重要影响.在不同背景风速和地面热力条件下,对庭院内部流场和颗粒污染物浓度分布特征进行了数值模拟计算和讨论分析.结果表明,在背景风速较大时(＞3.0 m/s),地面热力条件对庭院内部气流和粒子浓度分布特征的影响可以忽略;但当背景风速较小时(0.5 m/s),地面热源产生的热压作用对庭院内气流和粒子浓度分布有较大影响.较高的地面散热强度将增加庭院换气率,但同时也存在着庭院下风向建筑内部污染物浓度增加的可能性.     

具有流线型凸包的风力发电机气动特性

以300 W水平轴风力机叶片为研究对象,设计流线型凸包结构,并应用于风轮模型,结合滑移网格技术,对比研究光滑型与流线凸包型风力发电机的绕流场特性以及气动载荷特性,分析了三维绕流场内速度、压力、流线等的变化规律,以及不同风速下风力机的阻力系数及其功率的时程变化规律,探讨了流线凸包型与光滑型风轮在不同风速下运行时绕流特性的差异。结果表明:流线型凸包对流场有较好的改善结果;当风速增大时有明显的减阻效果,最大减阻率为19.53%,但其波动量增加为1.51%;凸包型风轮输出功率明显高于光滑型风轮,但随着风速增加,功率增加率也逐渐减弱。研究结果对水平轴风力机非定常气动特性研究及应用具有重要意义和价值。