沟道地貌自动提取技术下的贺家川镇沟道整治研究

选取陕北黄土高原地区沟壑地貌典型的神木县贺家川镇作为研究区域,从沟道地貌的空间形态特征和沟道整治的坡度组合思想着手,以DEM地貌信息自动提取为技术支撑,绘制出沟道地貌特征区域分布图和沟道整治潜力区域分布图,定量化掌握研究区沟道地貌的空间分布和面积情况,并针对不同地貌类型进行沟道整治模式探讨。     

多孔泡沫金属换热器内流体流动和传热的均匀性分析

在恒定热流密度条件下,对单相流体分别强制轴向层流流经多孔泡沫金属换热器管内、外的流动和对流传热的均匀性进行了分析.结果表明:填充多孔泡沫金属后,流体的速度和温度分布的均匀性比光管时明显提高.对于壳程区域的全角点管间区域与内部管间区域,多孔泡沫金属的孔隙率越大,两者间平均流速的差异越大,对流换热的差异越小;多孔泡沫金属的ppi数越大,两者间的平均流速和对流换热的差异越小;管间距越大,平均流速的差异越小.     

基于软岩流变特性的“围岩-锚杆”系统稳定性模拟研究

针对新河煤矿-760 m软岩巷道变形大且持久的特点,采用三维数值模拟方法,分析了软岩巷道的流变特性对“围岩-锚杆”系统的影响,研究了流变软岩巷道围岩位移以及锚杆受力的发展变化特征.研究结果表明：锚杆轴应力与剪应力符合中性点理论,并且岩体弹性模量越小,锚杆剪应力越小,分布范围越大、越均匀,岩体弹性模量越大,剪应力越大,其作用范围越小、越集中,并且围岩位移会随着岩体弹性模量的减小而增大,即岩体越软,围岩位移越大.但通过锚注加固作用,该类软岩巷道围岩位移都得到了有效的控制,锚杆剪应力的分布特征研究为锚杆锚固形式在不同强度岩体中的选择提供了依据.     

采空区充填体强度分布规律试验研究

针对2种不同充填下料口位置,通过相似模型浆体充填试验,分析采空区充填浆体流动沉积规律及充填浆体颗粒质量分数分布规律,研究采空区充填体强度空间分布。根据采空区充填体强度分布特征,提出采空区充填体强度评价方法。研究结果表明:充填体强度受浆体颗粒质量分数影响,粗颗粒质量分数越大,其单轴抗压强度越大;充填浆体在流动沉积过程中,颗粒分布不均匀导致其充填体强度分布不均匀;在流动方向上,充填体强度分布基本符合正太分布规律,离充填口距离越大,粗颗粒质量分数越小,细颗粒质量分数越大,其充填体强度越小;在沉积方向上,充填体强度呈线性变化规律,随高度增加,粗颗粒质量分数降低,细颗粒质量分数增加,其强度线性降低;在采空区充填区域同时存在强度增强和损失区域,但只要该区域充填体强度大于规定的有效强度,即认为充填达到标准要求。     

PEMFC中液态水沿程分布的机理研究

通过分析流道和扩散层中的压力损失,并根据理想气体状态方程,得出了沿流道方向气体总压力以及水蒸气分压力沿程分布的表达式.根据液滴生成的机理分析,得出了PEMFC阴、阳两极扩散层中液态水沿程分布的表达式.结果表明:阳极中一般很难有水生成;阴极中加湿度越大,进口压力越大,过量系数越小,液体出现的位置离进口越近,且同一位置液态水的生成速率越大,当阴极气体完全加湿时,液态水的生成速率仅与其到进口的距离、电流密度、膜中水传输系数以及流道的宽度有关,而受流道的高度、过量系数、进口压力以及温度等影响较小.     

金沙江干热河谷土壤种子库植被恢复潜力研究

通过小支撑多样点选择研究样地、深层次土壤取样和幼苗萌发法等试验方案,探讨了金沙江干热河谷区云南东川野鸭塘小流域土壤种子库植被恢复潜力,研究表明:在0～40 cm深层次土层中,不同土地类型土壤种子库种子萌发潜力大小依次是沟道、荒草地、林地、灌木地.随着土壤层次深度的增加,不同土地类型土壤种子库萌发潜力差异显著,林地、沟道土壤种子库萌发潜力表现为表聚特征,萌发种子主要集中在0～5 cm的表土层;灌木地土壤种子库萌发的种子比较均匀地分布在0～40 cm土层中,表现为明显的均匀化特征;荒草地土壤种子库萌发的种子在0～5 cm表土层相对较少,主要集中在5 cm以下的土层中,种子下聚特征突出.在20～40 cm深层次土层中种子萌发潜力表现为荒草地最大,灌木地、沟道次之,林地最小.     

GIS的黄土高原典型小流域地貌发育定量化分析

选取黄土高原典型小流域作为研究对象,黄河的泥沙主要来源于黄土高原腹部陕北黄土高原,面积高程积分常常用来判定侵蚀地貌区域地貌发育阶段,面积高程积分作为揭示流域活动性重要指标之一,在流域地貌发育宏观定量研究中起重要作用。根据Davis侵蚀循环学说,把流域地貌发育划分为幼年期、壮年期和老年期,流域地貌演化越长侵蚀越严重,面积高程曲线也从最初的凸形到S形直至最后的凹形,面积高程积分值也从0.6到0.35.文章在回顾了地貌发育历史和地貌发育定量研究基础上,利用面积高程积分去定量化描述黄土高原典型小流域地貌发育阶段,并且提出新的研究方法并加以验证。根据不同阶段对地貌发育的判定,结合不同学者的研究成果,利用地理信息系统技术,尝试通过地理信息系统技术判定流域地貌发育阶段,结合地貌学,地理学,以ARCGIS和EXCEL作为技术平台,对流域地貌发育加以分析并且提出改进方法。利用面积高程积分可以很明确的确定流域地貌属于地貌发育青年期,侵蚀比较严重,利用体积高程积分替代面积高程积分,分析结果具有一致性。面积高程积分在研究地貌发育定量研究中,虽比较准确,但是体积高程积分具有形象直观,计算快速,计算结果和实际比较符合等优点,不失为研究地貌发育阶段的一种可靠方法。     

黄土高原林地土壤微量元素分布和迁移特征

文章探讨了小流域林地土壤养分分布规律,以研究黄土高原土壤养分分布特性.通过实地采样分析,以陕北黄土高原为研究对象,按0—10,10—20,20—30,30—40cm分层采集样品,研究了林地土壤4种微量元素(铜、铁、锰、锌)的剖面分布规律.结果表明:林地土壤4种全量微量元素不同土层之间差异较小;林地土壤有效态微量元素在表层0—20cm土层之间含量最高,随着土层深度的增加,有效态元素含量减少;不同地貌部位土壤微量元素分布与成土母质以及植被和降雨径流有关.     

降雨条件下成层土质边坡的渗流特征

以东南沿海地区广泛分布的坡积土-强风化岩成层边坡为背景,基于饱和-非饱和渗流理论,通过一维、二维成层边坡有限元渗流计算,得到在不同降雨条件下坡积土层厚度对含水率、孔隙水压力沿高程分布的影响规律,以及坡积土层厚度、边坡坡比对二维边坡不同截面的降雨入渗深度的影响。研究结果表明:降雨入渗深度与坡积土层厚度成正比,且坡积土厚度对含水率的影响程度与降雨强度有关;降雨强度与边坡土层饱和渗透系数的关系决定孔隙水压力的分布特征;坡积土层越厚,其各个截面的降雨入渗深度越大,而且边坡坡比越大,其底部截面的降雨入渗深度越大,边坡上部及中部截面受坡比影响较小;边坡土层结构对其在降雨作用下的含水率分布变化影响显著。     

横向摆动对深海采矿扬矿管输送特性的影响

为研究横向摆动对深海采矿扬矿管输送特性的影响,探究提高输送系统工作稳定性的方法,采用以颗粒动力学为基础的双欧拉模型和Fluent软件对横向摆动工况下的扬矿管内固液两相流进行模拟仿真,研究摆幅对管道压力损失梯度、出口处颗粒平均体积分数、颗粒体积分数沿径向分布以及颗粒轴向速度分布的影响。研究结果表明:管道摆动使压力损失梯度和出口颗粒平均体积分数呈周期性变化,摆幅越大,二者幅值变化越剧烈;随摆幅的增加,颗粒体积分数沿径向分布不均匀程度越严重,离管壁越近,颗粒聚集程度越高,最高体积分数达到30%;除管壁附近外,摆动工况下颗粒轴向速度沿管径基本呈线性分布,摆幅越大,轴向速度径向分布梯度越大,径向不对称性越严重。     

中央扩散式喷嘴颗粒分布特性的冷模实验

针对闪速冶炼过程出现的反应慢和大滞后等问题,建立中央扩散式精矿喷嘴冷模实验装置,研究喷嘴出口附近区域颗粒分布均匀性随工艺风和分散风流量的变化规律.结果表明:反应塔内颗粒分布均匀性可调,分散风使颗粒沿水平方向分散,工艺风使颗粒聚集于反应塔喷嘴正下方区域;分散风和工艺风动量比决定塔内颗粒分布均匀性,动量比越小颗粒越聚集于反应塔喷嘴正下方区域;动量比可将实验范围内各工况颗粒分布均匀性特征指标——颗粒质量偏析函数拟合为指数函数;在颗粒适度分散前提下,喷嘴分散风流量增加倍数和投料速度增加倍数、工艺风流量增加倍数相同.     

剪切波沿钢筋纵向入射时钢筋与混凝土间黏结力拟静力解析解

为研究钢筋与混凝土之间黏结应力分布以及黏结应力和滑移量之间关系的理论,基于拟静力假定,从剪切波沿钢筋纵向入射时钢筋混凝土的弹性响应入手,运用线性本构滑移模型及弹性复势方法获得钢筋与混凝土界面滑移量与黏结力的封闭形式解答,并通过算例分析钢筋直径、混凝士动剪切模量、混凝土保护层厚度、箍筋直径及间距对滑移量及黏结力的影响规律.研究结果表明:当选用的钢筋直径越小时,钢筋与混凝土间黏结力越大而滑移越小;当钢筋直径越大时,则恰好相反;当动剪切模量越大时,钢筋与混凝土间黏结力及滑移量都越大,动剪切模量越小,则钢筋与混凝土间黏结力及滑移量越小;当混凝土保护层越厚时,钢筋与混凝土间黏结力越大;当混凝土保护层越薄时,则反之,而滑移量却没有明显变化;箍筋间距对黏结力及滑移量的影响很微弱;箍筋直径越大,黏结力越大,箍筋直径越小,则钢筋与混凝土间黏结力及滑移量越小,而滑移量没有明显变化.所得结果与试验结果相吻合,该封闭形式解答可为钢筋混凝土结构设计提供理论依据.     

压裂水平井地层压力分布特点研究

利用源汇函数对压裂水平井不稳定渗流数学模型进行了求解,获得了各裂缝间距、裂缝半长、导流能力等参数均可不同条件下的复杂压裂水平井地层的压力分布计算公式,绘制了压裂水平井地层压力分布剖面图,并分析了地层压力分布规律。研究表明,压裂水平井地层压力分布主要受到裂缝半长、裂缝间距等因素的影响;裂缝间距越小,等压线分布越密集,裂缝间距越大,等压线越稀疏;裂缝长度越小,压力波及范围越小,而裂缝越长压力波及的区域则越大。     

交汇区水流结构对水温分布特征的影响机理

为分析交汇区复杂的水温分布规律及其受水流结构影响的机理,采用Fluent数值模拟软件,通过改变汇流角和汇流比,模拟了不同条件下交汇区的时均流场、紊动特性和水温分布,分析了各工况下交汇区水平面及断面水温分布特征(水温非均匀性指数)和水流结构特征参量(紊动能和涡量)间的关系,探究了不同水流结构对水温分布的影响机理。结果表明:水流剪切影响热掺混层的位置,二次环流影响热掺混层的形态;汇流角或汇流比越大,断面非均匀指数越小,水温掺混越快,热掺混层随剪切层位置的改变越靠近外岸壁(交汇口对侧壁面),热掺混层弯曲程度随二次环流强度增大而增大;紊动能及涡量与断面非均匀指数之间呈现良好的线性关系。     

泡沫流体管流流动与换热数值模拟

基于质量、动量和能量守恒方程,建立泡沫流体在圆管内流动与换热的物理模型和数学模型,并利用FLUENT软件进行模拟,得到不同雷诺数下圆管内的压力损失、管道横截面上的速度分布和表观黏度分布,同时回归了不同雷诺数下的摩阻系数和努塞尔数经验关系式.结果表明:管内压力沿管程不断降低,且流速越大压降越大;管内温度沿管程不断升高,且流速越小温升越大;管道横截面上的速度、温度分布不均匀,越接近管壁速度越小,温度越高.     

烧结矿余热回收竖罐内气体流动的数值计算

以多孔介质模型为基础,运用气固填料床动力学理论建立了烧结竖罐内气体流动的数学模型,确立了数学模型的边界条件.以FLUENT软件为计算平台,采用自定义函数(UDF)对罐体料层径向空隙率分布进行定义,模拟研究竖罐内气体流动的分布规律,进而探讨影响竖罐内气流分布的主要因素及其影响规律.研究结果表明,冷却段区域,气体流速沿径向由罐体中心至内壁逐渐增加,最后在内壁附近突然增大;影响竖罐内气流分布的主要因素为料层空隙率分布和罐体预存段内径.空隙率径向偏析越严重,预存段内径越大,气流分布越不均匀.     

基于图幅调查的六盘山镇滑坡易发性研究

调查研究区域孕灾地质环境背景,是分析地质灾害时空分布规律与成灾模式,完成地质灾害易发性区划评价,提出地质灾害综合防治对策建议的重要依据。基于实地调查和GIS技术,分析了六盘山镇幅内工程地质岩组、坡度、坡向、地形起伏度、断裂构造、河流与公路7个因素与滑坡分布的关系,应用滑坡点分布频数这一指标来衡量每个因素中各个级别对滑坡的影响程度;然后运用层次分析法来确定触发滑坡控制参数的权重大小。在GIS环境下对这些参数进行综合分析,通过分析结果将研究区按易发程度分为高易发区,占12.43%;中易发区,占20.14%;低易发区,占42.98%;非易发区,占24.46%。此外,结果还表明：(1)大的地貌单元和格局较明显地控制着滑坡的分布,不同地貌单元内的滑坡类型、发育程度和分布特征等都有差异性,滑坡一般沿地貌边界带密集分布发育,尤其是沿断裂呈线状展布;(2)工程地质岩组对滑坡的影响作用最大,尤其在软弱的泥岩岩组易滑地层区域内,在不同工程地质岩组区间内滑坡面积的多寡与滑坡分布密度相关性不大;(3)区域地质构造不仅控制着区域地层的展布,也控制着区域滑坡的发育,不同断裂也凸显出一定的差异性。     

基于图幅调查的六盘山镇滑坡易发性分析

调查研究区域孕灾地质环境背景,是分析地质灾害时空分布规律与成灾模式,完成地质灾害易发性区划评价,提出地质灾害综合防治对策建议的重要依据。基于实地调查和GIS技术,分析了六盘山镇幅内工程地质岩组、坡度、坡向、地形起伏度、断裂构造、河流与公路7个因素与滑坡分布的关系,应用滑坡点分布频数这一指标来衡量每个因素中各个级别对滑坡的影响程度;然后运用层次分析法来确定触发滑坡控制参数的权重大小。在GIS环境下对这些参数进行综合分析,通过分析结果将研究区按易发程度分为高易发区,占12.43%;中易发区,占20.14%;低易发区,占42.98%;非易发区,占24.46%。此外,结果还表明:(1)大的地貌单元和格局较明显地控制着滑坡的分布,不同地貌单元内的滑坡类型、发育程度和分布特征等都有差异性,滑坡一般沿地貌边界带密集分布发育,尤其是沿断裂呈线状展布;(2)工程地质岩组对滑坡的影响作用最大,尤其在软弱的泥岩岩组易滑地层区域内,在不同工程地质岩组区间内滑坡面积的多寡与滑坡分布密度相关性不大;(3)区域地质构造不仅控制着区域地层的展布,也控制着区域滑坡的发育,不同断裂也凸显出一定的差异性。     

用PLRC-FDTD法计算微波在激光等离子体中的反射和透射系数

用分段线性递归卷积时域有限差分(PLRC-FDTD)数值方法,研究了激光等离子体对微波传输特性的影响。应用该方法计算了微波的反射和透射系数。结果表明:对于均匀等离子体,等离子体频率越大,反射系数越大,透射系数越小;反射系数几乎为0 dB的带宽随等离子体频率的增加而增加;电子碰撞频率越高,反射系数越小,透射系数越大;非均匀等离子体不利于强反射的实现。研究结果为激光等离子体隐身技术提供了理论支持。     

干旱区线性夯土遗址径流型冲沟影响因素

为了深入研究夯土遗址径流型冲沟病害的发育机理与科学防治方法,展开径流型冲沟发育活跃程度的影响因素研究.选择具有相同赋存区域、时代和工艺属性、分布于研究区的线性夯土遗址明长城为研究对象,通过对17处明长城1 km长度遗址上冲沟的数量和形态特征的调查统计,提出表征一个地区冲沟发育活跃程度的特征值冲沟线性密度和收缩率.利用回归分析法筛选出崩解速率、液性指数、黏聚力、年均降雨量、年均日极端降雨量和年均气温日较差作为主要影响因素.最后,通过熵权灰色关联法建立影响因素评价模型,得到系统内的影响因素关联大小为崩解速率>液性指数>黏聚力>年均气温日较差>年均降雨量>年均日极端降雨量.在西北干旱区夯土遗址径流型冲沟发育过程中,夯土自身因素的影响比环境因素影响更为显著.