复合材料加筋壁板的抗冰雹冲击动力响应及损伤预测

为了解复合材料加筋结构受到冰雹冲击后的损伤特性,基于软件Abaqus建立了复合材料加筋结构的有限元模型,采用光滑粒子法模拟了冰雹撞击的过程,分析了冲击位置、冲击能量及冲击入射角对复合材料加筋壁板冲击动力响应的影响,探讨了面板与筋条的分层和面板的损伤情况,通过对比数值模拟与试验结果验证了文中所建有限元模型的准确性.在各种损伤形式中,基体的拉伸损伤和面板与筋条的分层损伤最为显著;冲击点为筋条的边缘时,面板与筋条的分层损伤最为严重.     

高速磁悬浮车辆复合板抗冰雹冲击动力响应研究

为解决高速磁悬浮的抗冲击问题,建立了磁悬浮列车车身夹芯复合板的有限元模型和冰雹的SPH粒子模型,利用大型动力有限元分析软件LS-DYNA,模拟了列车高速行进过程中车身复合板遭受冰雹冲击的动力响应及损伤破坏问题.通过分析研究,给出了不同冲击速度下的复合结构的应力、应变计算结果,同时给出了冲击破坏模式.结果表明采用SPH方法模拟冰雹冲击行为具有合理性和准确性.      

宁津县冰雹灾害特征分析

利用宁津县1952-2007年实有冰雹灾害资料,对宁津县冰雹灾害的时空分布进行分析研究,从而寻找出冰雹灾害进入宁津县的固定区域和宁津县多发冰雹灾害带,并对近20年宁津县冰雹灾害的发生发展进行了对比分析,同时对宁津县冰雹灾害多发的客观原因进行了分析探讨.     

长治市冰雹天气的气候特征分析

针对长治市在1980—2003年发生的冰雹灾害天气,从时间尺度、时空地理分布、月年际变化、冰雹源地、冰雹主要影响路径以及降雹关键日等方面进行了分析,为冰雹灾害天气预报提供了可靠的气候背景。另外对500hPa天气图进行了分析,给出了长治降雹的3种(冷槽型、冷涡型、西北气流型)天气形势。应用最优子集回归法对500hPa,850hPa图上高空指标站温度、温度露点差、风向、风速进行定量化选取,给出了冰雹灾害天气预报的某些参数及综合性预报指标。     

ASTM F320-2010标准冰雹的抗压力学性能实验研究

结合ASTM F320—2010标准《航空与航天透明外壳冰撞测试》用人工冰雹,制备了两种形状、7种含量纤维增强的冰柱和冰球,基于万能试验机实施了两种加载速率下的单向压缩实验,探索了人工模拟冰雹的非线性压缩力学性能。将纤维增强冰雹与纯冰类比,发现了纤维含量对冰雹抗压强度有提高效果,不同纤维含量在不同加载速率下对冰雹抗压性能的影响存在差异,提出6%纤维含量的人工冰雹撞击测试应纳入未来商用航空发动机及民用大飞机适航取证的吸雹实验考虑范围。     

基于Matlab的飞行器系统动态特性分析

以Ecolifter为参考模型,推导适用于Matlab的飞行器系统运动数学模型.利用Matlab科学计算平台,求解飞行器运动方程,分析飞行器系统的动态稳定性,求解传递函数和过渡过程响应,研究飞行器设计参数对动态特性的影响.与传统的动态特性分析方法相比,利用Matlab分析飞行器系统动态特性更为简便,一体化设计程度提高.     

工程结构抗冰雹冲击研究进展及展望

冰雹是最严重的灾害性天气现象之一，且其灾致损失呈现逐年递增趋势，如何减少冰雹灾害造成的损失成为工程领域必须面对的现实问题. 然而目前结构抗冰雹冲击研究十分有限，因此系统开展结构冰雹冲击减灾防灾理论和实践研究具有重要意义. 本文首先综述了冰雹力学性能，然后详细介绍了工程结构抗冰雹试验和数值模拟研究现状，最后对冰雹和强风、暴雨耦合作用及机理相关研究进行了展望，以期为结构抗冰雹冲击研究提供基础资料和新的视角.     

仿生蝙蝠扑翼飞行器设计及气动特性分析

研究仿生蝙蝠扑翼飞行器扑翼过程中的气动特性,分析蝙蝠扑翼飞行周期的扑动流程为展开—下扑—收缩—抬升,将飞行器翅翼主要分为驱动机构及折叠机构.运用UG软件进行三维建模后建立数学模型,并利用ADAMS软件仿真验证,分析得到扑翼飞行器运动参数.采用ADAMS-XFlow联合仿真,考察不同翼型、来流速度和扑动频率对气动特性的影响.仿真结果表明,本文设计的扑翼飞行器半椭圆翼飞行参数优于矩形翼;3 m/s的飞行速度为最佳飞行速度;扑动频率应控制在2 Hz.仿真结果能够为扑翼飞行器结构设计选型、飞行环境及飞行参数设定等提供理论参考.     

三维冰雹云模式对重庆一次冰雹天气

利用三维冰雹云模式对2007年4月17日凌晨发生在沙坪坝的冰雹天气进行了数值模拟,结果显示:模式能够反映云体发展进程中的宏观动力学过程以及微物理过程.宏观方面:能够模拟出冰雹云发生、发展、成熟、消散的过程,在发展初期,对流层低层为气旋上升区,在冰雹云发展的成熟阶段,低层辐合达到最大,之后随着云体的消散,低层出现辐散下沉气流;微物理方面:能够模拟出各阶段的水汽混合比,固体水成物粒子之间的转化、增长过程.在80min时,对累积量分析可知,霰粒自动转化为冰雹、雹碰冻云水增长、雹碰冻霰增长三种过程是形成雹的主要过程,分别占到雹总生成量的84%,9%,4%;固态水成物粒子的积累过程和融化过程对降水有重要贡献.     

三明市冰雹天气特征分析

利用常规观测资料、三明市区域站资料及多普勒雷达资料,对近23年发生在三明市的冰雹天气过程进行时空分布特征分析、天气形势分析及多普勒雷达特征分析。结果表明,三明市冰雹天气分布为西北部出现的概率大于东南部;冰雹天气年际变化较大;冰雹的月际变化具有明显的季节性特征,春雹比较频繁,其次是夏雹,冬季冰雹较少,秋季最少。三明市系统性冰雹天气过程的主要环流背景分别为斜压锋生类型、低层暖平流强迫型,其中斜压锋生类型最常见,更有利于冰雹的产生。0℃层高度、-20℃层高度、K指数、可降水量和高空垂直风切变等参数对冰雹的发生具有指示意义。冰雹雷达回波的主要特征有飑线、三体散射、弱回波区、多普勒速度辐合等,弱回波区最常见。当回波强度超过65d Bz、强回波核高度超过6.3km、回波顶高超过11km和垂直积分液态含水量超过38 kg/m2,出现冰雹的可能性非常大。     

2012年昭通冰雹过程雷达回波特征综合分析

 利用昭通多普勒雷达资料和区域自动站资料,对2012年昭通雷达探测到的4次冰雹过程进行了综合分析,发现2次冰雹过程属于超级单体风暴,在多普勒雷达回波上都出现了钩状回波和中气旋.另2次冰雹过程属于带状回波冰雹.2次超级单体风暴中气旋均早于钩状回波出现,速度场特征早于强度场特征15～20min,有利于判断风暴的形成和进行风暴的短时预警.超级单体回波强度和对流发展高度都高于带状回波,因而超级单体冰雹灾害强度和面积远大于带状回波冰雹.超级单体风暴移动方向在盛行风向的右侧20°～30°,都是右移超级单体风暴.环境风场特征是决定超级单体风暴移动路径的重要因素,对超级单体风暴冰雹的临近预报有指示作用.低层辐合区和逆风区有利于带状回波的发展和维持.     

陇县冰雹灾害特征分析

目的分析研究陇县冰雹灾害的分布规律及灾害损失,为农业生产及防灾减灾提供依据。方法采用陇县公元193~2005年的冰雹灾害资料,结合实际调查,对冰雹灾害发生的时空分布特征、冰雹发生路径、冰雹直径以及冰雹所造成的灾害损失等进行分析。结果降雹的年、月、日变化、降雹直径及造成灾害的冰雹持续时间比较显著,20世纪90年代冰雹日相对少一些,但以重雹灾为主。结论影响陇县冰雹灾害的主要因素有地形、植被土壤和天气条件。     

基于等截面摩擦管流和自由流阻力的气力输运计算模型

冰雹连续抛射装置中使用压缩空气输运冰雹颗粒,为研究冰雹抛射运动规律,通过建立对应的气力输运计算模型,研究了冰雹抛射速度规律,分析计算结果指导冰雹抛射装置设计。将压缩空气在系统中的流动简化为流体网络。针对等截面摩擦管流,其抛射压力一定即边界条件一定,应用Runge-Kutta法求解该初值问题,获取抛射管沿程的总压、静压等参数分布。使用颗粒自由流阻力模型对颗粒在抛射管内的受力进行分析,从而得到其运动过程及最终抛射速度。对影响抛射速度的关键因素进行分析,结果表明：随着抛射气源压力的增大,空气流量和抛射速度逐渐增大,抛射速度增长逐渐缓慢;随着抛射管长度的增大,空气流量逐渐减小,抛射速度先增大后保持不变;随着抛射管内径增大,空气流量指数型增长,抛射速度也在增大,但增长趋势逐渐缓慢。可见抛射管管径不宜太大,管长不宜太长,计算结果对试验装置设计具有指导意义。     

宝鸡渭北冰雹成因及其对策

目的冰雹是一种局地范围的灾害性天气,宝鸡渭北地区冰雹灾害非常严重,对农业生产危害极大。根据宝鸡渭北地区冰雹分布及地理环境的特征,分析了地形地貌、植被、土壤对冰雹的影响机理,提出了相应的减灾对策。方法将冰雹发生频率与地理环境进行对比分析。结果下垫面的热力非均匀性是冰雹强度增加的主要因素。结论根据当地情况,提出了加强预测预报、植树造林和改良土壤以及减弱上游冰雹形成因素的对策。     

宝鸡市冰雹灾害区划

根据宝鸡市1960年～1995年冰雹史料,依照年平均雹日和年灾雹日2项指标,对宝鸡市冰雹灾害进行区划,结果划分为重雹区、轻雹区及少雹和无雹区。     

大颗粒气力输运的CFD与EDEM耦合计算方法

为掌握冰雹颗粒抛射运动过程规律,以支撑冰雹抛射装置设计,需进行冰雹颗粒气力输运过程计算。通过计算流体力学与离散单元法双向耦合进行冰雹等大颗粒气力输运问题的模拟仿真。通过进行不同气源压力、不同抛射管径、不同抛射管长、不同冰雹流量条件下的计算及对比,得到随着气源压力的增大,冰雹抛射速度逐渐增大,气流流量逐渐增大;随着抛射管径的增大,冰雹速度逐渐增大,气流流量平方级增长;随着抛射管长的增大,冰雹速度基本保持不变,气流流量略有减小;随着冰雹流量的增大,冰雹速度逐渐减小,气流流量逐渐减小。     

福州义序机场降雹及其预报

准确预报降雹是航空气象保障的重点和难点 .为提高降雹预报准确率 ,确保飞行安全 ,统计分析了1982 - 1995年民航福州义序机场气象资料 ,归纳机场降雹的天气特征 .依据天气学原理确定预报因子 ,利用逐步消空法得出冰雹预报因子集合 .经 1996 - 1997年的验证预报 ,效果良好.     

The formation process and cloud physical characteristics for a typical downburstproducing thunderstorm in Beijing

The formation process and characteristics of cloud physical structure of a severe thunderstorm accompanied with strong wind on 23 August, 2001 in Beijing was studied using PSU/NCAR mesoscale model (MM5)coupling with a severe storm model with hail-bin microphysics. The results show that the specific topography and distribution features of cold/warm current in the Beijing region played prominent roles in forming, developing and maintaining the severe storm. Due to solar radiation heating and topographic lifting, the convective cells were easily formed when the westerly airflow passed over high mountainous regions in Beijing. The warm and wet air entered the cloud from its frontage and enhanced the convection, and formed a large amount of graupel/hail particles at the middle and upper portion of the clouds. The precipitation was primarily formed due to melting of graupel/hail particles. The strong downdraft was mainly produced by negative buoyancy due to loading,melting of graupel/hail particles as well as evaporative cooling of rain water. The divergent airflow induced by the strong downdraft led to the disastrous burst winds at the surface and also forced lifting of warm and wet airflow in the moving direction of the storm and formed new clouds that further promoted and maintained the storm development.