跃移层中沙粒浓度分布特征的研究

对于不同的沙粒起跳初速度分布函数，利用数值方法模拟了沙粒浓度沿高程的分布规律，发现风沙强度沿高程具有“递增－饱和－衰减”的按层分布的规律，进一步详细研究了影响风沙流结构的主要因素，如风速分布、地表粗糙度、沙粒粒径等对风沙流结构的影响方式和规律。     

风-沙-电多场耦合模型及其对风沙流结构的影响

基于点电荷电场的基本理论,建立了风场-沙粒运动-风沙电场(风-沙-电)相互作用的多场耦合理论模型,给出了风沙电场沿高度的分布规律,即:风沙电场在近地层一般为正电场,电场强度随高度的增加而迅速下降;在10～20 cm附近风沙电场由正电场变为负电场;随后,风沙电场强度的绝对值随高度的增加由小变大,在达到某一极值后,电场强度的绝对值随高度减小,最后趋于晴天电场.此外,还研究了风沙电的多场耦合作用及风沙电场强度对风沙流结构的影响.     

室内实验规模的出砂数学模拟

为了研究疏松砂岩的出砂特征,根据连续性孔隙介质渗流、微粒释放和微粒运移理论,建立了室内实验规模的出砂数学模型,并采用有限差分法对该模型进行了求解。结果表明,实验条件下数学模拟与物理实验模拟的结果吻合较好。用理论出砂模型模拟了胶体力、水动力导致的出砂和砂粒运移过程中滞留引起的渗透率变化。模拟结果表明,渗流速度高于临界流速才引起冲刷出砂;胶体力和冲刷力是出砂的诱发因素,砂微粒在运移过程中在孔隙表面再沉积和孔喉处被捕集将降低出砂程度;渗透率比值与注水孔隙体积倍数或渗流速度的关系曲线均呈"S"形;在运移过程中,砂微粒滞留导致渗透率比值随岩心长度的变化呈线性降低趋势。     

最大沙粒堆积率对风沙流结构的影响

采用欧拉双流体模型,利用数值方法研究了最大沙粒堆积率对风沙流结构的影响。结果表明：随着最大沙粒堆积率的增大,沙粒速度和风速在跃移层内都有明显增大,而沙粒体积分数在近床面却有所减小,但离开床面一定高度后,沙粒体积分数几乎不受最大沙粒堆积率的影响。     

风沙流中基于宏观颗粒模型的沙粒浓度分布

风沙侵蚀是造成土地沙化和干旱区地貌的主要原因,其中沙粒的浓度分布是研究输沙量、颗粒碰撞、风沙流结构等特征的主要影响因素,也是了解颗粒碰撞过程和风沙两相流耦合过程的重要研究内容。为了考虑沙粒与气流的力平衡、阻力和扭矩的变化、碰撞及摩擦等影响,运用了一种新的宏观颗粒模型(macroscopic particle model, MPM)研究沙粒在气流中的运动。与前人研究结果进行比较后发现,宏观颗粒模型在不需要任何附加模型的前提下,能实现风沙两相耦合的准直接数值模拟,根据沙粒运动速度云图所示的风沙流运动状态的不同,沙粒浓度的垂向分布会出现结论不一致的现象。颗粒流系统的内在非线性是造成风沙流运动状态不均匀、不一致的主要因素。数值模拟结果表明,利用MPM模型中的离散颗粒追踪、颗粒速度和位置等信息能够研究多相流条件下的风沙运动机理。     

水平管道中工业浆体堆积速度的确定

文章根据非均质浆体流态随着浆体平均流速增加的变化规律,考虑到浆体中固体颗粒组成,结合管道底部固体颗粒的起动条件和堆积速度的概念,研究了水平管道中工业浆体堆积速度的计算模型。该模型能较准确地预测水平管道中浆体的堆积流速。     

沉降性浆体倾斜管道浓度分布的研究

首先推导了流体在倾斜管道中的速度分布模型,在此基础上,从固体颗粒在管道中的三种运动状态出发,提出了倾斜管道沉降性浆体浓度分布的计算模型,并用相关实验结果对所提出的模型进行了简单的验证。     

跌坎下游水流和悬沙浓度的分布特性

采用颗粒示踪的方法试验研究了跌坎下游流速和悬沙浓度的时均分布、脉动强度、各点脉动的概率密度分布及相关系数等统计参数．试验结果表明，跌坎下游水流分离，具有稳定的漩涡发展，在Ｔｘ＞４以后重新接触床面．在其下游，脉动流速的概率密度接近正态分布．颗粒浓度的脉动强度约为浓度均值的一半，浓度脉动的概率密度在跌坎附近明显地偏离正态分布，在较下游时则接近正态分布．     

煤岩填砂裂缝导流能力实验研究

在煤岩填砂裂缝的导流能力的实验研究中,这次主要分析研究煤粉粒径以及支撑剂铺砂浓度这两个方面对煤岩填砂裂缝导流能力的影响。从实验结果来看,裂缝导流能力随着围压的增加而降低。煤粉的粒径越小对裂缝的导流能力造成的损失越大。铺砂浓度越大,煤岩裂缝之间所产生的导流裂缝的缝宽越大,导流能力越好。铺砂浓度为0.5 kg/m2的裂缝导流能力随围压的变化非常明显,趋近于线性变化,对压力较为敏感。     

雨水系统中砂粒的沉降性能研究

从北京市交通干线13处有代表性地点的雨水口及雨水井中取得砂样,研究其粒径分布、真密度及沉降速度等沉降性能,采用标准筛分法分析其粒径分布,使用浸液法分析其真密度,使用显微设想法分析其沉降速度,获得交通干线雨水中砂粒的沉降性能基础数据,为后续雨水管道用沉砂池的设计提供基本依据。     

稳态风场下的沙粒运动规律

风沙运动是风沙地貌以及土壤侵蚀的主要原因,跃移运动是风沙运动的主要形式,跃移沙粒占整个运动沙粒的75%左右,这一运动不仅是沙量传输的主要运动形式,也是造成沙质地表风蚀和风沙灾害的根本原因.通过数值模拟的方式研究了当风沙运动达到稳定状态时的风沙流运动特征,详细讨论了稳态情况下沙粒的跃移运动规律,以期对防沙治沙工作能起到一定的指引.研究结果表明:在不同的初始风速条件下,当风沙运动达到稳定状态时在高度小于10倍的沙粒直径处的风速基本相同,这是由于地表风场被运动沙粒强烈修正,有效粗糙度随着摩阻风速的增加而增加;同时在给定的风场风速下,跃移轨迹和碰撞速度并不是无限增大的,而是存在最大的跃移轨迹和最大的碰撞速度,并且最大碰撞速度以及最大跃移轨迹的高度和长度与摩阻速度成线性关系.     

油液速度对悬浮流特性的影响分析

油液中含有颗粒物会影响设备的正常运行,考察不同初始速度条件下含颗粒油液的悬浮流中各相的动态特征,利用连续介质模型建立含悬浮颗粒油液的动力学模型,并通过特征线法进行数值求解,得到在不同初始速度条件下各相参数的变化趋势。结果表明:不同初始速度条件下管路始端、中段和终端油液的压力、流速都分别在T/4的奇数倍、整数倍、偶数倍时刻产生跃变,且它们的周期(T)都随着初始速度的增加而减小;悬浮颗粒的浓度分布与油液压力的变化趋势相反。     

散热器上方颗粒物浓度与环境参数的相关性研究

为了探索散热器上方热气流影响下的颗粒分布规律,为室内颗粒物的控制提供理论基础,用Grimm1.109系列粉尘监测器对西安42处散热器上方及远离散热器的室内环境中的颗粒物浓度进行了测试,并使用TSI8386A-M-GB风速计测量了测点处的温度、相对湿度和风速。基于测试结果,采用SPSS20.0软件对散热器上方的颗粒物浓度与环境参数之间的相关性进行了分析。分析结果表明:室内环境中的颗粒物浓度、气流温度、相对湿度和风速均对散热器上方的颗粒物浓度有不同程度的影响。     

气固两相射流瞬时速度场和浓度场的PIV研究

为深入了解气固两相流的瞬态特性,利用自行建立的粒子图像测速(PIV)系统对出口内径为10mm的气固两相自由射流流场进行了实验研究。将小粒子(粒径在1μm左右)和大粒子(粒径大约100μm)混合后,添加到气流中,应用PIV技术获得的图像,经处理后分裂成气相和固相两组PIV图像,通过数据处理后,得到了瞬时的气固两相速度场和固相浓度场的分布,同时对气固两相流动特性进行了分析,证实利用PIV技术可有效实现气固两相流的测量。     

砾石充填防砂工艺参数优化设计

砾石充填防砂已经成为目前主要的防砂工艺，主要包括管内砾石充填、高压一次充填、涂敷砂人工井壁等防砂方法。砾石尺寸、携砂比、泵注排量等参数的设计是影响此类防砂工艺成败和防砂效果的主要因素。通过砾石层孔喉结构计算机模拟，以孔喉结构分布曲线与地层砂粒径分布曲线接近且略小的砾石作为最佳挡砂砾石，研究出一套新的砾石充填井砾石尺寸优选方法，提出了具体的携砂比、泵注排量、机械筛管尺寸的设计方法。对涩北某气井进行了高压砾石充填设计，施工后防砂效果较好。     

复杂管网式地下铀矿井氡浓度分布研究

为了研究井下氡浓度分布情况,对复杂管网式地下铀矿井氡浓度进行了研究,建立了铀矿井的三维物理模型,并基于CFD软件对铀矿氡浓度进行数值模拟,得出了与实际情况较接近的氡浓度分布图。研究结果表明,在通风管入口附近氡浓度较小,掘进面附近的氡浓度较大。氡浓度在垂直方向上,高度与氡浓度成反比关系。     

初始温度对O2等离子体形成过程的影响

在O2等离子体物理化学模型的基础上,对不同初始温度下O2等离子体中的主要粒子的形成过程进行了数值模拟,跟踪各种主要成分粒子浓度随时间的变化,得到了初始温度对等离子体主要带电粒子和中性粒子浓度的影响规律.计算结果表明:随着初始温度的升高,O2等离子体中各种主要成分粒子浓度的变化规律相似,粒子浓度变化趋势受初始温度影响不明显.e、O、O2、O+随时间增长浓度变化比较大,O-、O2-、O2+、O*、O2*等随时间增长浓度变化相对较小,但最终都达到一定的平衡状态.     

筒仓内部压力及流场的数值模拟与实验验证

利用离散单元法研究了筒仓装卸料过程中的力场和速度场,以期揭示宏观力学行为的内在机理。文中首先介绍了离散单元法的基本原理,然后用物理模型实验测试和模拟了筒仓壁法向压力及物料流动过程,最后用离散单元法研究了筒仓内部压力和物料颗粒速度场,并探讨了颗粒密度和物料密度的影响。     

GFRP锚杆锚固特性研究

通过玻璃纤维增强塑料（GFRP）锚杆与水泥砂浆之间的粘结强度试验,研究了GFRP锚杆的锚固特性．包括不同强度等级砂浆对粘结强度的影响和GFRP锚杆直径对锚杆拉拔性能的影响．采用理论分析方法,研究了GFRP锚杆表面沿锚固长度方向的应力分布,获得了锚杆轴力和粘结应力沿杆长的分布规律．并采用数值模拟方法对结果进行了验证．     

兰州市冬半年大气污染物分布特征及变化规律

本文利用１９８８年至１９９２年兰州市１０月至下年度３月期间的较为详尽的污染资料，进行了统计平均，通过图的形式，总结了兰州市冬半年大气污染物分布特征及变化规律，并就这种特征和规律进行了分析，一年之中，ＳＯ２、ＣＯ、ＮＯｘ浓度最大值出现在１２月，而Ｏ３浓度则在此月最低。之内，ＣＯ、ＮＯｘ出现两次峰值，ＳＯ２最大值出现于午后，Ｏ３则较为复杂与ＮＯｘ牵扯相连，峰谷相映．ＳＯ２、ＣＯ、ＮＯｘ３种污染物的浓度城关区大于西固区，而Ｏ３则相反。