包兰铁路沙坡头段防护体系近地面流场特征

基于地形和流场实测，研究了包兰铁路沙坡头段铁路防护体系近地面流场沿NNW-SSE方向的变化．结果表明，由于地形变化以及人工植被和草方格的存在，防护带内等风速线沿风向呈逐渐变疏和抬高的趋势，各高度的风速总体上呈递减趋势，风速放大率为负；沙丘迎风坡风速放大率为正，流动沙丘迎风坡风速放大率高于固定沙丘迎风坡．沙丘背风坡2．5m高度内风速放大率总体为负．防护带内的固定沙丘背风坡气流通体减速，各高度的风速放大率全部为负，平均为一1．48％／m．防护带内地表空气动力学特征发生变化，其中沙丘迎风坡地表风速廓线接近于对数率；人工植被带地表空气动力学粗糙度显著高于流沙区．     

布袋沙障对流动沙丘地表风沙和土壤湿度的影响

为了解布袋沙障对风沙流和土壤湿度的影响,通过测定风速和采集地表0~30 cm输沙,同时对地下0~40 cm土壤含水率进行测试,分别研究1 m×1 m、2 m×2 m、3 m×3 m规格布袋沙障防风效能、粗糙度、输沙量和土壤湿度差异。结果表明,布袋沙障能够有效提高0~30 cm高度范围的防风效能,增加地表粗糙度,显著降低0~30 cm地表输沙量和改变风沙流结构。3种布袋沙障的防风效能顺序为1 m×1 m2 m×2 m3 m×3 m,1 m×1 m与其他两种规格布袋沙障的防风效能差异显著(P0.05),2 m×2 m和3 m×3 m规格布袋沙障的防风效能间无显著差异;粗糙度顺序为1 m×1 m2 m×2 m3 m×3 m对照,1 m×1 m、2 m×2 m和3 m×3 m规格沙障粗糙度分别比对照高91.31%、78.88%和76.26%,差异极显著(p0.001);0~30 cm输沙量顺序为对照3 m×3 m2 m×2 m1 m×1 m,对照的0~30 cm输沙量达到了71.43 g(/min·cm2),是布袋沙障的32.98倍,3种规格布袋沙障与对照沙丘2~10 cm和0~1 cm两层沙量的比值λ均大于1,说明在监测期内地表均处于风蚀状态。土壤含水率顺序为对照3 m×3 m2 m×2 m1 m×1 m,在0~20 cm土层此变化趋势明显,对照的土壤含水率分别比3 m×3 m、2 m×2 m、1 m×1 m规格沙障样地的土壤含水率高55.15%、58.63%和67.45%。     

布袋沙障对流动沙丘地表风沙和土壤湿度的影响

 为了解布袋沙障对风沙流和土壤湿度的影响,通过测定风速和采集地表0~30 cm 输沙,同时对地下0~40 cm 土壤含水率进行测试,分别研究1 m×1 m、2 m×2 m、3 m×3 m 规格布袋沙障防风效能、粗糙度、输沙量和土壤湿度差异。结果表明,布袋沙障能够有效提高0~30 cm 高度范围的防风效能,增加地表粗糙度,显著降低0~30 cm 地表输沙量和改变风沙流结构。3 种布袋沙障的防风效能顺序为1 m×1 m>2 m×2 m>3 m×3 m,1 m×1 m 与其他两种规格布袋沙障的防风效能差异显著（P<0.05）,2 m×2 m 和3 m×3 m 规格布袋沙障的防风效能间无显著差异;粗糙度顺序为1 m×1 m>2 m×2 m>3 m×3 m>对照,1 m×1 m、2 m×2 m 和3 m×3 m 规格沙障粗糙度分别比对照高91.31%、78.88%和76.26%,差异极显著（p<0.001）;0~30 cm 输沙量顺序为对照>3 m×3 m>2 m×2 m>1 m×1 m,对照的0~30 cm 输沙量达到了71.43 g/（min·cm²）,是布袋沙障的32.98 倍,3 种规格布袋沙障与对照沙丘2~10 cm 和0~1 cm 两层沙量的比值λ均大于1,说明在监测期内地表均处于风蚀状态。土壤含水率顺序为对照>3 m×3 m>2 m×2 m>1 m×1 m,在0~20 cm 土层此变化趋势明显,对照的土壤含水率分别比3 m×3 m、2 m×2 m、1 m×1 m 规格沙障样地的土壤含水率高55.15%、58.63%和67.45%。     

粗糙元特征对风洞中大气表面层模拟的影响

采用不同尺度、不同铺设密度的二维正方形粗糙元,在环境风洞中对大气表面层进行了模拟.使用粒子图像速度场仪对所模拟的大气表面层风速廓线、湍流强度进行了测量.结果表明:当粗糙元的铺设长度达到实验段入口高度的12倍以上时,依靠自然形成法所模拟的对数风速廓线高度可达实验段高度的60%;空气动力学粗糙度Z0最高可达粗糙元尺度的0.4～0.5倍,且Z0随粗糙元铺设区到测量断面的距离呈指数变化;同一高度上湍流强度随粗糙元铺设间距的增加而减小,当廓线高度达到实验段高度的40%以上时,湍流强度不随粗糙元大小及铺设密度的变化而变化,其大小为12%～13%.实际应用中,在已知所需Z0和摩阻风速U*的情况下,可通过粗糙元尺度及铺设密度的不同组合获得满足要求的大气表面层,并确定实验模型区的位置和实验段的入口风速.     

乌吉线沙害治理机械沙障设置的研究

通过对乌吉线沙害治理几种机械沙障设置的研究 ,总结出沙障最长防护年限和最适孔隙度 .结果是 :高立式沙障最长防护年限为 5年 ,最适孔隙度为 30 % ;半隐蔽式沙障最长防护年限为 2年 ,最适规格为 1 m× 1 m ;高立式和半隐蔽式综合沙障模式最长防护年限为 7年 ,最适配置为孔隙度 30 %的高立式沙障与规格 1 m× 1 m的半隐蔽式沙障相组合 .     

近地面层中通量廓线关系的适用性研究

本文采用了三种不同地表条件下的实测风速廓线资料,分别进行了近地面层中通量廓线关系的适用性检验,从中选择了适合本试验条件的通量廓线关系。结果表明:(1)在稳定大气层结条件下,风速廓线曲率β<0.9时,Yamamoto′s模式最适合,而当β≥0.9时,Lettau′s模式最适合;(2)在不稳定大气层结条件下,当风速廓线曲率β<1.05时,Dyer′s模式最适合,而当β≥1.05时,Webb′s模式最适合。     

摩阻风速的野外测量

在民勤地区的沙漠边缘利用三维超声风速仪进行了近地表0.5m、1.0m三维风速的长期观测,根据涡动相关法计算出近地表的摩阻风速.该方法在精确测量单点三维风速的基础上,不需要考虑动床面上的卡门常数的不稳定问题,实现了近地表摩阻风速的无干扰或者干扰较小的测量.测量表明,风向变化范围在75°内时,无论是在含沙风场或者是净风场,...     

普陀区风能分析

利用沈家门30年风速资料及近几年建设的8个自动气象站风速资料,对普陀区的风能资源特征量进行计算分析.结果表明,普陀区属于风能资源丰富区,具有很高的开发价值.年平均风速3.9～6.7 m/s,风速分布自西向东逐渐增大.风速≥3 m/s的年有效风速时为5 568～7 708 h,风速≥6 m/s的年有效风速时为2 206～4 699 h.平均风能密度最大值达298.5W/m2,最小值为130.4 W/m2.风能随高度而明显增加,而50～70 m这层厚度上风能变化不大.并分析了4个最佳风能区风速和风向频率,可以极大提高风能的利用率.     

障碍物对孤立山丘三维风场的影响

采用数值计算软件FLUENT研究障碍物的尺寸、障碍物与山坡坡底的距离对山丘风场的影响.根据计算结果绘制山顶上方50m处的湍流强度和速度变化图,山丘表面风速值线图以及来流方向分风速等值线图.分析结果表明:障碍物越高,距离山坡坡底越近,山顶风速减小幅度越大,越不稳定;山丘上游存在障碍物时,迎风坡和背风坡均出现低速区;障碍物距离山坡坡底较近时,迎风面上还出现了回流现象.迎风面、背风面的速度变化较大,不适合安装风力机;山丘两侧风速一直变化不大,比较适合安装风力机.     

新月形沙丘表面流场的数值模拟

利用商用CFD流体计算软件FLUENT,对新月形沙丘流场进行数值模拟,得到沙丘表面气流结构;分析了迎风坡气流加速、背风坡回流区长度与沙丘高度、来流风速之间的关系。结果表明:沙丘高度是影响迎风坡气流加速的主要因素,沙丘高度越高,迎风坡气流加速越大,而来流风速对迎风坡气流加速的影响与沙丘高度比较,是小量可以忽略不计;回流区长度与沙丘高度的比值随着高度的增加而增加。