封冻期冰塞对桥墩壅水的影响

河流中冰塞与桥墩会引起河道局部过流面积的减小,导致上游壅水,在桥墩附近产生较大比降,水位急剧跌落。文章通过数值模拟,研究了不同冰塞厚度与不同进口流速条件下桥墩壅水的变化规律。结果表明:进口流速、冰塞厚度对桥墩壅水的影响都很显著;相同条件下,最大壅水高度随进口流速增加而增大,随冰塞厚度的增加而增大。     

冰盖下冰花颗粒的随机运动模拟

冰塞成灾是寒冷地区河流上存在的共性问题,冰塞的形成与演变可粗略划分为封河、水内冰冰塞和开河等3个阶段.基于固液两相流理论,尝试研究水内冰冰花颗粒的运动轨迹和初始冰塞头部的推进过程,冰粒浮速的模拟计算结果与现有经验公式计算结果定性一致,冰粒运动轨迹和初始冰塞头部的推进过程与实验室中观察现象类似.     

自然条件下输电线路导线覆冰增长特性

输电线路导线覆冰严重威胁着电网安全运行.导线覆冰过程复杂,影响因素众多,对其覆冰增长规律的准确掌握是建立并优化导线覆冰数值计算模型的基础.从自然覆冰试验出发,依托雪峰山自然覆冰试验基地对不同种类的导线进行了自然覆冰观测试验,研究了导线直径、导线表面处理情况、覆冰类型及导线扭转对导线覆冰增长过程的影响.通过导线表面水滴碰撞系数的计算分析了不同直径导线覆冰的差异性.研究结果表明:自然环境条件下,风速对导线雾凇覆冰冰形起决定性作用,覆冰主要在导线迎风面(横向迎风侧)累积,而背风侧和纵向覆冰较少.覆冰厚度随时间非线性增长,导线直径越小,覆冰厚度增长越快.导线扭转使得导线背风侧向迎风侧转变,覆冰厚度增长速率加快.雨凇覆冰时,除迎风侧翼型覆冰外,导线下方易冻结形成冰棱,使得冰形结构更为复杂.     

冰区海洋平台静态冰载荷概率特性分析

基于Monte-Carlo法，对冰区海洋平台静态冰载荷的概率特性进行了分析。在平台设计评估载荷的计算中引入广义冰载荷“当量冰力”的概念，并用此概念对冰厚和冰强度的联合作用进行了评估。以渤海辽东湾4个典型台站为例，分析了静态冰载荷主要影响因素的概念特性，给出了这几个台站附海域当量冰力的概率分布参数，并定量分析了冰厚和气温对当量冰力的影响，模拟结果表明，应用Weibull分布描述概率当量冰力是可行的，此外，采用多年一遇的极值条件下冰参数组合求得的当量冰力值比Monte-Carlo模拟结果保守得多，在工程应用中，可采用当量冰力作为平台设计载荷的基础。     

基于空气与冰的电阻特性差异实现电力输电网覆冰自动检测

提出了一种基于空气与冰的电阻特性差异实现电力输电网线路与塔架覆冰厚度自动检测的新型覆冰厚度传感器及其检测方法.空气与冰的电阻值具有明显的数值差异,将被检测物体表面空间划分为空气、冰两种具有不同物理特征的区域并将其切割为多层空间,对各分层的电阻值进行检测,并根据其数值差异来综合测定电力输电线路与塔架表面覆冰厚度,从而实现在恶劣的野外工作环境下对电力输电网覆冰厚度变化进行自动连续监测的目的.     

山区覆冰输电塔线体系风致不平衡张力的研究

针对5B-ZBC1输电塔,采用数值试验的方法研究了风速、初始风攻角、输电塔高差和导线覆冰厚度对输电塔纵向不平衡张力的影响.作用在输电塔线上的脉动风时程是利用谐波合成法生成,通过改变高差、覆冰厚度,获得了输电塔上纵向不平衡张力的变化规律.该规律表明,在一些情况下现行规范规定所计算的输电塔不平衡张力偏小.在此基础上提出了山区这类塔型在雪荷载和风荷载共同作用下的纵向不平衡张力的理论公式.该公式的结果与数值试验结果相比误差在±6%以内,具有较好的精度.     

冰塞行成过程中管道温度场理论研究

在核电站工艺系统中,当管道上的设备需要进行解体或必须拆除才能进行维修时,就必须对该设备上下游进行隔离或者进行管道内液体的疏排。在系统不能隔离时,采用冰塞进行系统隔离是一种可行的方法。本文基于ANSYS软件的运用对某核电站冰塞形成过程中管道温度场进行了理论分析。进而得出冰塞形成的确切时刻,以及某时域内冰塞厚度的变化情况,以保证冰塞形成后具有一定的强度。为冰塞技术进一步的应用研究提供了一定的理论依据。     

特大覆冰导线气动力特性测试

针对驰振发生时的特大厚度覆冰进行覆冰导线模型的风洞测试,试验结果表明,两种特大厚度冰型的覆冰导线在10－18m/s风速下的气动力曲线相似,双导线试验有尾流影响时的下风导线气动力幅度显著低于单导线的情形,试验冰型兼有扇形和新月形冰型的气动力负阻尼特点,有可能在扇形和新月形两类冰型的气动分析基础上进行一般覆冰导线防驰振技术的研究。     

基于高差系数的输电线路标准覆冰厚度模型及参数敏感性

目前现有覆冰监测系统覆冰厚度计算模型与实际情况相差较大,不能满足电网防冰抗冰实际需求的现状。基于现有拉力值反算覆冰厚度计算模型,提出拉力值质量控制方法,建立综合考虑线路设计冰厚、垂直档距、垂直荷载、水平应力等随覆冰厚度变化因素,同时提出杆塔高差系数对模型进行优化,减小模型参数过多造成计算结果不准确,并定量研究模型参数对计算结果的影响。研究表明:所建模型标准覆冰厚度结果与人工观冰之间的平均相对误差为14.09%,使原有模型计算准确度提高61%,更加接近于真实水平。同时,垂直档距随覆冰厚度呈非线性变化特征,在覆冰厚度为0～10 mm时垂直档距与覆冰厚度为二次函数关系,在10～40 mm时垂直档距与覆冰厚度为一次函数关系,覆冰厚度每增加1 mm,导致垂直档距减小约0.04 m。所得结论能够提升电力部门监测系统覆冰厚度计算准确性,同时能够为电力部门线路防冰、抗冰工作提供重要的科学指导意义。     

西藏普兰地区第四纪以来冰锯作用研究

为了验证西藏普兰地区冰川作用对地形演化的影响, 选取纳木那尼峰、喜马拉雅山和冈底斯山3个区域, 利用数字高程模型(DEM)数据和遥感影像, 对现代冰川与末次冰盛期(LGM)古冰川平衡线高度(ELA)、冰川作用区坡度与高程的关系以及冰川分布的高程频谱进行计算和分析。结果显示, 研究区内冰川剥蚀作用显著、坡度降低最明显的地带位于LGM古冰川平衡线附近, 并在一定程度上限制山脉的高度。根据冰川地貌特征参数和前人研究结果, 认为气候是影响冰锯作用的主要因素。冰期时, 研究区内西风急流南移, 风速增强, 降水量增多, 为冰川发育创造良好条件, 冰锯作用也增强。对于构造抬升强烈的山脉(如纳木那尼峰), 虽然冰锯作用得到加强, 但是构造抬升增加的山脉高度不会完全被冰锯作用抵消。     

冰区海洋平台静态冰载荷概率特性分析

基于Monte Carlo法 ,对冰区海洋平台静态冰载荷的概率特性进行了分析。在平台设计评估载荷的计算中引入广义冰载荷“当量冰力”的概念 ,并用此概念对冰厚和冰强度的联合作用进行了评估。以渤海辽东湾 4个典型台站为例 ,分析了静态冰载荷主要影响因素的概率特性 ,给出了这几个台站附近海域当量冰力的概率分布参数 ,并定量分析了冰厚和气温对当量冰力的影响。模拟结果表明 ,应用Weibull分布描述概率当量冰力是可行的。此外 ,采用多年一遇的极值条件下冰参数组合求得的当量冰力值比Monte Carlo模拟结果保守得多 ,在工程应用中 ,可采用当量冰力作为平台设计载荷的基础。     

基于实测冰芯数据的南极海冰厚度的数值模拟

根据我国第22次南极科学考察现场观测数据以及现场采集的冰芯分析数据,考虑太阳辐射、云量等因素对南极海冰厚度变化的影响,利用最小二乘法辨识气温与冰表面温度之间的关系,并以辨识结果所得到的冰表面温度作为上边界条件,依据实测情况取结冰点-1．81℃作为下边界条件,对一维热传导方程采用Crank-Nicolson格式进行离散,对南极中山站内拉湾附近海域海冰厚度变化进行了数值模拟,并与现场观测的海冰厚度数据进行了对比。     

河流冰期水位研究

冰期水位计算是冰水力学、冰水学的重要内容，对于防治、预报凌汛乃至研究冰期河床演变均具有重要的作用。笔在中国《水利水电工程水计算规范》所推荐的计算方法的基础上，根据实验室资料提出了冰期水位计算应具有的定性表达形式，并据此提出了冰塞段水位的计算思路。     

Preliminary results of ice radar investigation along the traverse between Zhongshan and Dome A in East Antarctic ice sheet: Ice thickness and subglacial topography

During the 24th Chinese National Antarctic Research Expedition (CHINARE 24, 2007/08), a ground-based ice radar was used to survey ice thickness and subglacial topography along the 1170 km traverse between Zhongshan and Dome A in East Antarctic ice sheet (EAIS). Ice-bedrock interface was detected along 82% of the traverse and data was collected at a horizontal resolution of <5.6 m. The data was processed to produce curves of ice thickness distribution and subglacial topography along the traverse. The results indicate that, along the traverse, the average ice thickness is 2037 m, smaller than the average ice thickness in EAIS; the thickest ice is at 730 km, and the thinnest ice (891 m) is at the edge of the ice sheet, but the slightly larger ice thickness (1078 m) in inland appears at 1020 km; the average subglacial topography elevation is 728 m, greatly larger than the average value in EAIS, and the largest elevation reaches up to 2650 m at 1034 km. The lowest terrain is located at 765 km. In further inland of 900–1170 km, the subglacial topography is relatively high due to the existence of the Gamburtsev Subglacial Mountains in the region. Generally, the influence of subglacial topography on ice surface is not significant, except at 900 km where great rise of subglacial topography causes evident uplift of ice surface. Where ice-bedrock interface was detected, the frequent and strong change of ice thickness and subglacial topography in small-scale means large bedrock roughness along the traverse, and is considered as the result of the integrated influence of ice flow, basal environments and geology. The segment where bedrock was not detected has very large ice thickness. The strong ice flow there also makes internal structure more complicated and induces serious attenuation of radar signals.     

磁致位移传感器冰雪厚度测量仪原理及其应用

基于磁致伸缩原理的位移传感器具有高精度、高稳定性、多位置测量的特点,据此研制了一种能同时测量冰/雪表面和冰底面变化的接触式冰雪厚度测量仪.该仪器被应用到低温实验室冰厚和南极固定冰区冰雪厚度的测量中.实验室历时540h,测量精度±0.13cm;现场应用持续6个月,测量精度±0.20cm.高精度的测量数据,特别是现场测量数据,为分析冰厚变化的细微过程提供了基础,为深入研究气-冰-海耦合过程,完善海冰热力学数值模型提供了支持.另外,该仪器还能为冰工程领域的研究提供技术支持.     

某铀矿床酸法地浸现场试验及化学堵塞成因分析

对我国某铀矿床进行了酸法地浸现场试验研究,在地浸过程中出现了化学堵塞、钻孔抽注液量显著降低的现象.根据铀、钙、铁、铝的浸出曲线,分析了造成该矿床化学堵塞的成因,并通过化学洗孔试验进行了验证.结果表明,铀、铁、铝形成暂时性堵塞,而钙形成永久性堵塞.     

海冰厚度测量方法及仪器的应用研究

为更好地在辽东湾开展雷达海冰监测、预报技术服务,专门研制出雷达冰厚测量记录仪来测量海冰厚度.通过现场实时的海冰厚度测量试验,对雷达冰厚测量记录仪的可靠性和应用性做出了分析和校正.实验结果表明,雷达冰厚测量记录仪样机整体性能良好,现场标定雷达冰厚测量准确率大于87.5%,样机填补了国内空白.     

直接接触式冰蓄冷系统制冷循环的分析

对新型蓄冷系统——直接接触式冰蓄冷系统进行了火用分析,并通过与常见的盘管式冰蓄冷系统进行对比,发现直接接触式冰蓄冷系统的火用效率有极大的提高,从而表明直接接触式冰蓄冷系统具有广泛的应用前景. 同时通过对系统各部件火用损失的分析,表明提高系统火用效率的有效措施是系统中采用高效的与制冷剂相匹配的压缩机.     

冰与混凝土坝坡间的冻结强度模拟试验

根据实际水库观测冰盖与护坡的冻结情况，在实验室内进行模拟水库冰盖与护坡局部断面的冻结试验．采用冰与混凝土板间的冻结，进行一次冻结、多次冻结、冰晶冻结、雪冰冻结等模式．分析出冰压力与冻结力的关系；在不同温度下测得各种冻结情况中的冻结强度，给出冻结强度随着温度变化的规律和数值．其结果为寒区平原水库坝坡抵抗冰推力破坏提供了设计参数．     

细粒酒精模型冰的物理性质研究

依据实测数据 ,给出酒精溶液冻结温度和制冰过程中冰池大厅气温、冰表面附近气温、冰温和溶液温度 .介绍模型冰密度、冰内未冻液体含量的实测方法和结果 .得出模型冰物理性质的制约因素和力学性质不受冰温控制的推论