植被条件对下垫面空气动力学粗糙度影响实验研究

通过风洞实验，对风速廓线测定结果应用最小二乘法进行相关性分析，由拟合方程系数得到了植被覆盖的下垫面空气动力学粗糙度，并重点讨论了粗糙度与输入风速、植被特征参数的关系．研究结果表明：（1）无植被覆盖和有植被覆盖的下垫面粗糙度均随输入风速的增大而减小；（2）有植被覆盖的下垫面空气动力粗糙度随植被侧影盖度的增大而增大，其变化规律符合指数函数形式，增加率随植被侧影盖度的增大而逐渐减小，并最终趋于零，表明下垫面空气动力学粗糙度有一个极值；（3）在植被侧影盖度相同的情况下，错落排列的植被模型其下垫面的空气动力学粗糙度要高于重合排列的植被模型．     

森林冠层空气动力学参数的确定

使用长白山阔叶红松林的风、温、湿梯度资料和超声风温测量的湍流资料，计算了长白山林林空气动力学粗糙度Ｚ０，零平面位移ｄ、冠层上动量曳力系数ＣＤ及水热曳力系数ＣＨ，并对ｄ和Ｚ０的计算方法做了误差分析。树高２６ｍ的长白山原始森林空气动力学粗糙度Ｚ－＝１．６ｍ，零闰面位移ｄ＝１９．５ｍ。基于质量守恒原理来计算高植被下垫面的动力学粗糙度，零平面 移是目前较为精确和实用的方法。要想得到较精确的ｄ和Ｚ０，必须提     

不同下垫面温度和湿度湍流谱特征研究

利用相同探测设备、相同试验方法在戈壁、草原、郊区和城郊等不同下垫面开展的多次重复湍流观测实验资料,采用相同的湍流数据采集和处理方法,研究了不同下垫面温度和湿度湍流谱特征。研究表明：归一化的温度和湿度谱的高频段满足-2/3幂次律,低频段谱曲线相对集中在较窄的范围内,不呈现随稳定度参数z/L规则散布;较湿润地区的湿度谱曲线与温度谱十分相似,谱形一致;平坦地形谱曲线比粗糙下垫面要开阔、平缓;粗糙下垫面的谱曲线较为尖锐,“拐点”对应的无因次频率约为0.1;高粗糙度下垫面的高频段谱曲线高于平坦地形,说明高粗糙度地区的局地湍流耗散较强。戈壁下垫面的低频段湿度谱数值明显高于其他地区。研究还发现,稳定层结下,由于大尺度过程和重力波的共同作用,在分析双峰数据时应慎重。     

空气动力学粗糙度与植被特征关系的研究进展

由Bagnold提出的空气动力学粗糙度概念,是描述各种表面空气动力学特征的重要参数,已被广泛应用于沙面、植被覆盖表面、雪面、水面等.植被高度、密度、覆盖度、侧影盖度等特征,通过影响下垫面空气动力学粗糙度来达到抑制风蚀的效果.本文系统地总结了近年来空气动力学粗糙度与植被特征关系的研究成果,分析了各种植被特征因素与空气动力学粗糙度的关系,并对影响空气动力学粗糙度的植被因素的研究方向进行了预测.     

夏季风影响过渡区的动力学粗糙度的特征分析

利用北方协同观测试验中夏季风影响过渡区榆中站、定西站和兴隆山站观测资料,分别代表草地、农田、混合型下垫面,采用通量廓线方法计算了各下垫面的粗糙度,分析了下垫面动力学粗糙度随风向、风速、摩擦速度和热力稳定度的变化特征及其与风速、热力稳定度的参数化关系.结果表明,动力学粗糙度随风向有明显的变化,因风向区间通量的不同而不同;动力学粗糙度与风速整体呈负相关,且在不同站点存在显著差异,在草地和混合型下垫面的相关性较好,而在农田下垫面相关性较差.动力学粗糙度与摩擦速度的关系相对较为复杂,在小摩擦速度区间随摩擦速度递增而递增,在大摩擦速度区间随摩擦速度的递增而递减.大气稳定时,粗糙度随热力稳定度呈显著负相关,大气活跃时,粗糙度随热力稳定度呈正相关.     

干旱区农田下垫面kB~(-1)变化特征及参数化

利用古浪非均匀近地层观测试验中农田下垫面的湍流观测数据,计算了其附加阻尼k B-1,并对其变化特征进行了分析,之后通过对k B-1影响因子的分析,发展了一种适用于干旱区农田下垫面的k B-1参数化方案W14,最后对W14在平坦戈壁下垫面上的适用性进行了检验.结果表明:农田下垫面k B-1日均值随着叶面积指数的增大有线性减小的趋势,k B-1的日变化随着叶面积指数的增大而变得更加明显.k B-1受地表特征叶面积指数、动力学因子Re*和热力学因子θs-θa的综合影响.基于这些影响因子所发展的W14在干旱区农田下垫面上计算的感热通量精度高,优于已有参数化方案的计算精度.并且W14在平坦戈壁下垫面也有一定的适用性.     

草甸黑土对铜镍铅砷的吸附特征

研究铜、镍、铅、砷在草甸黑土中的吸附热力学和动力学特性 ,比较草甸黑土对 4种元素的吸附能力和吸附速率 ,并推算出这 4种元素在草甸黑土中的化学容量     

城市冠层粗糙度对暴雨云团运动和降雨落区的影响

城市下垫面因其特殊的动力学和热力学特性,会对降雨产生影响。该研究以雄安新区为例,利用中尺度气象模式(WRF)对2016年7月20日的大规模暴雨事件进行模拟,采用不同城市冠层粗糙度方案设置,研究城市冠层粗糙度对暴雨云团运动和降雨落区的影响。结果表明,城市冠层粗糙度对暴雨云团的运动和降雨落区有显著影响:当城市冠层粗糙度较小时,云团经过城市时被加热,产生水汽辐合和雨岛效应,从而增加城区和下风向的降雨;当城市冠层粗糙度较大时,云团在城市上风向停留,使城市上风向降雨增加;城市冠层粗糙度进一步增加会改变暴雨云团的运动方向,使城市周边降雨增加。该研究评估了城市冠层粗糙度对降雨的影响,为未来城市规划与建设提供了科学依据,对城市降雨模拟的参数选择具有参考意义。     

砂轮不平衡量对磨削表面粗糙度影响的研究

本文建立了一种新的由砂轮不平衡量引起的砂轮架及主轴系统振动力学模型。对磨床砂轮主轴的摆动与磨削表面粗糙度的关系进行了理论分析和实验分析。两种分析结果基本一致。最后，给出了一种降低由主轴摆动引起的磨削表面粗糙度及拉毛现象的方法。     

液滴撞击不同粗糙度固体表面动力学行为实验研究

针对液滴撞击固体表面时动力学行为的不同影响因素,利用高速摄像技术捕捉了4种物性不同的液滴,即癸烷、十四烷、蒸馏水和无水乙醇液滴撞击不同粗糙度固体表面后的铺展与飞溅形态。探究了黏度、表面张力与实验壁面粗糙度对液滴撞击壁面后的最大铺展因数和铺展-飞溅临界韦伯数的影响。结果表明:实验流体的动力黏度越大,液滴在铺展过程中受到的阻力越大,也就越不容易铺展,相同韦伯数下的最大铺展因数越小;表面张力越大,液滴碰壁后更有可能发生回缩。在实验过程中也观察到,只有表面张力明显大于其他工质的蒸馏水液滴在碰壁后发生了回缩。壁面越粗糙,液滴在铺展过程中需要润湿越大面积的壁面,增加了黏性耗散,且受到的阻力也更大,相同韦伯数的液滴碰壁后的最大铺展因数也越小。对Laan的公式进行了粗糙度的补充,得到了最大铺展因数与韦伯数、雷诺数及粗糙度的关系。壁面粗糙度对液滴铺展后的边缘造成扰动,使液滴更容易发生飞溅,铺展-飞溅的临界韦伯数随着壁面粗糙度的增加而减小,且壁面粗糙度对小奥内佐格数流体的临界韦伯数影响更大。     

轴承表面微观特征对齿轮动力学特性的影响研究

为了解轴承的表面形貌对齿轮动力学的影响规律,引入分形理论修正现有轴承间隙公式,建立考虑轴承表面微观特征因素的齿轮—轴承多自由度非线性动力学模型。利用RUNGE-KUTTA法获得时间历程图、相图、POINCARé映射图以及FFT频谱图,研究轴承面粗糙度参数对系统运动状态的影响程度。结果表明:轴承面的粗糙度参数对齿轮动力学响应影响明显,随着其增大,齿轮表面动力学特性变差,这与实际情况吻合。     

煤水浆旋风燃烧器内空气动力场的实验研究

为了考查煤水浆旋风燃烧器的空气动力特性,对实际旋风燃烧器进行了流场测定,从燃烧空气动力学角度对实验结果进行了分析。结果表明,切向速度分布由于壁面粗糙度的影响而偏离模型情况;壁面粗糙度和二次风弱旋流造成了双环形回流的轴向速度分布,有利于煤水浆的着火和火焰稳定。     

Al-Si合金表面析出行为及调控机制

表面处理在合金制备过程中应用广泛，其中通过调控表面析出行为来改变表面性质是一种简单易操作的合金表面处理方式。然而目前合金表面析出形核及长大的影响因素不明，制约了析出行为调控的有效实现。本文基于Al-Si合金体系，分别通过改变表面粗糙度及表面应力状态的处理方式，以及分步退火工艺及直接退火工艺的热处理方法，系统性地研究了不同表面状态及不同热处理工艺对表面析出热动力学的影响规律及机制。实验结果表明，直接退火工艺下，表面析出相沿平行于表面方向及垂直表面方向的析出行为与表面粗糙度及应力状态的分布并无明显关联。而在分步退火工艺下，表面析出相表现出显著的沿划痕内部、压痕边部等大曲率表面特异性生长的趋势。对析出行为定量统计以及热动力学机制的分析指出，表面析出相的形核热力学并未受到表面曲率改变的显著影响，而其长大速率在大曲率表面处有较为明显的提高。此现象的发现与机制的阐释可为表面析出行为的定量调控提供指导。     

农作物不同生长期农田地表粗糙度和起动摩阻风速的研究

利用风速廓线法测定小麦不同生长期的空气动力学粗糙度:青苗期的平均粗糙度最大,为6.0078cm;收割后的平均粗糙度为0.0797cm,返青期的平均粗糙度为0.7211cm。Marticorena起动摩阻风模式的模拟结果显示三个时期的起动摩阻风速分别为98.93cms-1、24.89cms-1和46.85cms-1。小麦收割后的农田是粉尘释放的源区。     

JB-4C精密粗糙度测量仪在判断量块使用中的应用

通过JB-4C精密粗糙度测量仪对经一年使用后的实验室新引进量块的工作表面进行了粗糙度测量。通过实验数据分析得出量块工作表面的使用情况,进而判断量块工作面是否受损,能否继续使用,为量块的维护和修理做出预判。     

空间分数阶Edwards-Wilkinson方程的数值研究

为了探讨空间分数阶随机生长模型的动力学标度行为,利用Grümwald-Letnikov分数阶导数定义方法求解空间分数阶Edwards-Wilkinson（SFEW）方程在1＋1维情况下的数值解,得到了在不同分数阶导数值时的生长指数、粗糙度指数、动力学指数和局域粗糙度指数,这些结果与标度分析得到的结果是一致的。研究结果表明SFEW模型没有出现奇异动力学行为,仍然遵守Family-Vicsek正常标度规律。同时结果也显示,非局域相互作用对SFEW方程的动力学标度行为有着显著的影响。     

光纤探针式表面粗糙度测量仪实验研究

本文介绍了一种光纤探针式表面粗糙度测量仪,它集现有接触式和非接触式表面粗糙度测量仪优点 于一身,能满足表面粗糙度测量的高精度要求.本文阐述了此种测量仪的工作原理,说明了各部分的主要功能, 并给出了光纤探头部分的具体设计,最后分析了实验结果.     

GLGQXX高强度铝合金车削加工表面粗糙度研究

GLGQXX铝合金是一种新型高强度、高塑性铝合金材料,抗拉强度可达到500 MPa,伸长率能达到8%以上,本文采用正交设计的试验方法进行了切削实验,对实验结果进行多元线性回归分析,建立了粗糙度预测模型,结果表明,进给量是影响粗糙度变化的最大因素,采用较低的进给量可显著降低表面粗糙度。     

Carex Pamirensis沼泽植物群落中种群的斑块镶嵌与生态多样性指数

沼泽(包括沼泽化草甸)是青藏高原上隐域分布的一种植被类型,在青藏高原上有一定的分布面积。青藏高原上的几种以草本植物为建群种的植被类型:草原化草甸,草甸、沼泽化草甸、沼泽,其分布地域的土壤水分是依次递增的,群落中植物种类的生态习性也由中生向湿生过渡。分布在高寒的青藏高原地区的沼泽植被,其土壤中营养元素丰富,生长季节日照充沛,因而植物生长茂盛,是高原上喜湿性生境的家畜——牦牛     

不锈钢冷连轧板带的表面粗糙度建模

针对不锈钢冷连轧生产工艺的特点,在引入转印率和遗传因子概念的基础上,通过深入的理论分析,推导出带钢表面粗糙度理论模型.首先通过SUS430不锈钢冷轧润滑实验进行表面粗糙度研究,定量分析压下率、来料厚度、带钢变形抗力和乳化液工艺参数等对转印率和遗传因子的影响,给出了轧辊粗糙度衰减函数方程,并对末机架入口带钢表面粗糙度进行近似求解,最终建立了不锈钢冷连轧成品板面粗糙度数学模型,并将其应用到冷连轧生产实践中.统计结果表明,粗糙度模型计算值与实测值的相对误差小于634%,该模型具有较高的精度和较好的泛化能力.