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风向对路堑周围风沙流场影响的数值模拟
1
作者 石龙 王玉竹 +1 位作者 韩峰 薛春晓 《铁道学报》 北大核心 2025年第1期131-137,共7页
为认识风沙环境下风向对路堑沙害的影响,利用计算流体力学中的欧拉双流体非稳态模型,分析不同风向角(风向与路堑走向的夹角)场景下风沙流对路堑的响应规律,并研究其响应机理。数值模拟结果与现场监测结果相吻合,但由于数值模型中存在阻... 为认识风沙环境下风向对路堑沙害的影响,利用计算流体力学中的欧拉双流体非稳态模型,分析不同风向角(风向与路堑走向的夹角)场景下风沙流对路堑的响应规律,并研究其响应机理。数值模拟结果与现场监测结果相吻合,但由于数值模型中存在阻塞效应致使前者略微高估了路堑周围的风速。路堑内部沉沙区面积、路堑对气流的扰动能力和路堑内部的积沙量与风向角呈正相关。风向角β≤30°,路堑内部未观察到循环泡,风向角β>30°,路堑内部可观察到明显的循环泡,且随着风向角的增大其面积呈递增趋势。本质上,风向角的减小相当于减缓路堑边坡坡率,进而减少其内部的积沙量。路堑内部沙害程度与风向角呈正相关,为减轻风积沙对线路的危害,路堑应以小风向角穿越风沙地区,有条件时风向角宜控制在30°以内。 展开更多
关键词 路堑 风沙流场 风向 现场测试 数值模拟
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前缘小翼对风力机翼型风沙冲蚀磨损及气动性能的影响研究 被引量：1
2
作者 李德顺 张睿 +2 位作者 王清 李征宇 付宁 《太阳能学报》 北大核心 2025年第4期541-549,共9页
为研究前缘小翼对风力机翼型抗风沙冲蚀性能的影响,采用RANS方程耦合离散项DPM模型开展风力机翼型风沙环境下的数值模拟研究。研究表明适当位置加装前缘小翼能够实现在提升翼型气动性能的同时增强翼型的抗风沙冲蚀磨损能力,在前缘小翼弦... 为研究前缘小翼对风力机翼型抗风沙冲蚀性能的影响,采用RANS方程耦合离散项DPM模型开展风力机翼型风沙环境下的数值模拟研究。研究表明适当位置加装前缘小翼能够实现在提升翼型气动性能的同时增强翼型的抗风沙冲蚀磨损能力,在前缘小翼弦长25 mm,与主翼型相对距离为125 mm圆弧范围内安装前缘小翼能获得良好的抗冲蚀磨损效果,但在部分安装位置会出现失速攻角减小的情况。通过对比不同主翼型下前缘小翼的抗风沙冲蚀磨损性能,研究发现前缘小翼的抗风沙冲蚀磨损作用更适用于非对称翼型并能使相对厚度较大的翼型磨损量后移。 展开更多
关键词 翼型 流动控制 风力机 沙尘环境 磨损 数值模拟
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沙尘暴环境中低矮建筑风压特性的数值研究
3
作者 胡荻 黄宁 +2 位作者 裴斌斌 Rezaali Pakzad 张洁 《中国沙漠》 北大核心 2025年第1期32-43,共12页
基于欧拉-拉格朗日模型研究了风沙环境中低矮建筑的风压分布特征。结果表明:风场中沙颗粒的存在减小了平均风速,增大脉动风速,沙粒运动使小尺度涡的能量增加;与净风场相比,挟沙风场中的平均风压系数无明显变化,脉动风压系数增大显著;沙... 基于欧拉-拉格朗日模型研究了风沙环境中低矮建筑的风压分布特征。结果表明:风场中沙颗粒的存在减小了平均风速,增大脉动风速,沙粒运动使小尺度涡的能量增加;与净风场相比,挟沙风场中的平均风压系数无明显变化,脉动风压系数增大显著;沙粒的扰动使湍流脉动增强、气流不稳定性增加,屋面的极值风压系数增大6%~10%,且屋面测点间的风压相关性有增大趋势,局部联动出现负压极值而造成围护结构破坏的概率增加;0°和45°风向角模型的非高斯区域均增大50%以上,因此沙尘暴环境中有更多区域的围护结构易发生局部撕裂破坏。 展开更多
关键词 低矮建筑 沙尘暴 风沙两相流 拉格朗日粒子追踪法 风压系数
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风沙流作用下插板式挡沙堤与截沙沟防护效果数值模拟研究
4
作者 张凯 田建锦 +3 位作者 赵彦华 张海龙 张培力 崔建龙 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第5期111-125,共15页
为有效治理西北地区铁路沿线路基风沙灾害,基于现有插板式挡沙堤与截沙沟的组合措施,采用数值模拟方法对在不同来流风速、不同插板式挡沙堤与截沙沟间距下的风沙防护效果进行评价,对比分析周围流场分布特征、水平与垂直风速变化规律、... 为有效治理西北地区铁路沿线路基风沙灾害,基于现有插板式挡沙堤与截沙沟的组合措施,采用数值模拟方法对在不同来流风速、不同插板式挡沙堤与截沙沟间距下的风沙防护效果进行评价,对比分析周围流场分布特征、水平与垂直风速变化规律、涡量和沙粒的沉积-侵蚀特性。结果表明:插板式挡沙堤高度(设为H)以下,气流的水平速度持续降低,挡沙堤背风侧距地表2 m高度处风速的衰减率达到96%,明显降低了挡沙堤周围的风沙流;随着来流风速的增大,挡沙堤上风向沙粒沉积区域逐渐减小,下风向沙粒反向侵蚀区域逐渐增大;在截沙沟的协同作用下,随着插板式挡沙堤与截沙沟间距从0增至15H,截沙沟周围截留沉积的沙粒逐渐增多,组合措施致使沙粒沉积的效果显著;插板式挡沙堤与截沙沟的有效防护距离稳定在44H左右,低风速与高风速下插板式挡沙堤与截沙沟的最佳间距建议值分别为8H和15H。 展开更多
关键词 路基 风沙灾害 插板式挡沙堤 截沙沟 流场分布特征 有效防护距离 数值模拟
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波形翼面对风力机翼型抗磨损及气动性能的影响
5
作者 李德顺 李征宇 +2 位作者 张睿 东海 尹航帅 《农业工程学报》 北大核心 2025年第18期42-49,共8页
为揭示波形参数对沙粒撞击特性和翼型气动性能的综合影响规律,找到一种兼顾高气动效率与强抗冲蚀能力的优化设计,该研究对波形翼面流动控制策略在含沙环境下对风力机翼型抗磨损及气动性能的影响进行了分析。该研究采用雷诺平均纳维-斯... 为揭示波形参数对沙粒撞击特性和翼型气动性能的综合影响规律,找到一种兼顾高气动效率与强抗冲蚀能力的优化设计,该研究对波形翼面流动控制策略在含沙环境下对风力机翼型抗磨损及气动性能的影响进行了分析。该研究采用雷诺平均纳维-斯托克斯方程(Reynolds-averaged Navier-Stokes equations,RANS)求解流场,并结合离散相模型(discrete phase model,DPM)追踪沙粒轨迹,系统分析了波形起始位置、安装长度、波长及幅值等参数对翼面磨损和气动力的作用机理。结果表明,合理的波形参数能够减少沙尘对翼型表面的冲蚀磨损,提升抗磨损性能;但在低攻角下长度过大会导致压力面压强降低,进而导致升阻比下降。综合性能分析结果表明,在翼型压力面距前缘0.1C(C为弦长)处,施加一段长度为0.356C、波长为4 mm、幅值为0.2倍波长的波形结构,可在抗磨损性能与气动效率之间取得较优平衡。该研究可为沙尘环境中风力机叶片的抗磨蚀设计提供重要参考。 展开更多
关键词 波形翼面 翼型 沙尘环境 流动控制方法 磨损
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多层砂土渗透破坏过程试验分析
6
作者 樊赟赟 吴秀杰 张放 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第3期389-397,共9页
【目的】渗透破坏严重威胁工程安全,研究多层砂土渗透破坏过程对于灾害预测与优化防治工程具有重要的现实意义。由于目前对多层砂土渗透破坏过程的研究仍不够深入,拟采用试验方法对多层砂土渗透破坏过程开展研究,旨在得到砂土层排布顺... 【目的】渗透破坏严重威胁工程安全,研究多层砂土渗透破坏过程对于灾害预测与优化防治工程具有重要的现实意义。由于目前对多层砂土渗透破坏过程的研究仍不够深入,拟采用试验方法对多层砂土渗透破坏过程开展研究,旨在得到砂土层排布顺序对渗透破坏形成条件、破坏形式及水砂运移过程的影响规律,并进一步分析多层砂土渗透破坏的形成机理以及水砂两相的运移特征。【方法】采用自主研发的水砂两相高速渗流试验设备对多层砂土渗透破坏过程进行室内试验研究,并提出了水砂分离的渗透破坏试验方法。通过对不同砂层排列下的试样进行渗透破坏试验,测定了多层砂土渗透破坏的发生条件和破坏形式,并在水砂两相流过程中揭示水砂运移特征。【结果】多层砂土的砂层分布会对渗透破坏的形式和条件产生影响。粒径较小的砂层承受较大的局部水力梯度,当其与下游砂层粒径差别较大时,临界水力梯度较小。当各砂层按粒径由细到粗顺序排列时,试样具有反滤特性,此时临界水力梯度较大。多层砂土的砂层分布会对渗透破坏的水砂运移流量产生影响。缺乏下游砂层保护的细砂层可能会发生流土破坏,在渗流发展过程中迅速形成较大的涌砂量。在细砂层下游设有保护砂层时,涌砂量则会明显减少。多层砂土的砂层分布会对水砂运移流量过程产生影响。在多层砂土管涌过程中,砂土结构逐渐被破坏,流量随之增加。水砂流量过程曲线因砂层的压缩和膨胀交替而呈现规律性的波动变化。【结论】在合理反滤设置下的多层砂土能承受较大水力梯度。细砂层相比其他砂层承担更大的水力梯度,在缺乏下游砂层保护时易发生流土破坏,在下游保护砂层粒径较大时易发生管涌破坏。流土发生时会迅速产生较大的涌砂量,管涌发生时水砂两相流过程呈现规律性波动变化,所得到的渗透破坏临界条件及水砂运移过程数据可作为进一步试验研究及数值模拟正确性验证的参考。 展开更多
关键词 多层砂土 渗透破坏 水砂两相流 水力梯度 流土破坏 管涌破坏 水砂运移特征 涌砂量
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水流诱发砂岩储层出砂临界流速实验及预测模型
7
作者 罗钰涵 谌廷姗 马惠 《复杂油气藏》 2025年第3期357-364,共8页
出砂问题是制约砂岩油气藏经济高效开发的技术瓶颈之一,给油气井正常生产带来极大的挑战。从颗粒的微观受力出发,揭示出砂临界流速条件是预测出砂半径、确定出砂规模以及进行产液强度优化的关键。目前关于水流诱发砂岩储层出砂临界条件... 出砂问题是制约砂岩油气藏经济高效开发的技术瓶颈之一,给油气井正常生产带来极大的挑战。从颗粒的微观受力出发,揭示出砂临界流速条件是预测出砂半径、确定出砂规模以及进行产液强度优化的关键。目前关于水流诱发砂岩储层出砂临界条件的研究,均未考虑孔隙尺寸非均匀分布以及砂粒与孔隙壁面间黏附力的影响。为此,通过将砂岩孔隙简化为抛物线型收缩管模型,并引入扩展Derjaguin–Landau–Verwey–Overbeek(DLVO)理论,考虑孔隙尺寸空间变化以及黏附力的影响,构建了水流诱发砂粒运移力学模型,推导了出砂临界流速公式,并开展了砂岩出砂物理模拟实验,对模型进行了验证。研究结果表明:砂岩储层存在大规模出砂临界流速现象,该临界流速介于0.10~0.17 mm/s,当流速大于临界值时,出砂浓度急剧增加;在沿孔隙长度方向上,砂粒运移的临界流速随着与孔隙中心距离的增大而增大,即砂粒在孔隙收缩处最易发生运移;出砂临界流速随着砂粒粒径的增大、骨架颗粒粒径的减小,孔隙不同位置处的砂粒运移临界流速差异而逐渐减小;模型预测的出砂临界流速为0.106 mm/s,与实验临界流速区间一致,证明了模型的可靠性。提出的出砂临界流速模型是对常规基于井壁失稳出砂预测模型的有利补充,能够为优化产液强度防砂控砂提供理论支撑。 展开更多
关键词 临界流速 出砂机理 出砂临界条件 扩展DLVO理论 收缩管模型
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风沙流对沙漠光伏组件及其发电效率的影响研究进展 被引量：2
8
作者 黄斌 周之杰 +4 位作者 李正农 宫博 王相军 董金爽 刘喜杰 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第4期64-79,I0002,63,共18页
沙漠光伏组件常年遭受风沙流的侵袭,引发了一系列风沙灾害,包括电站地表蚀积、板面积尘、板面冲蚀磨损以及组件的结构破坏。这些不仅严重威胁了光伏组件的安全运行,还显著降低了其发电效率。然而,当前建筑荷载规范尚未涵盖风沙流对沙漠... 沙漠光伏组件常年遭受风沙流的侵袭,引发了一系列风沙灾害,包括电站地表蚀积、板面积尘、板面冲蚀磨损以及组件的结构破坏。这些不仅严重威胁了光伏组件的安全运行,还显著降低了其发电效率。然而,当前建筑荷载规范尚未涵盖风沙流对沙漠光伏组件运行安全与发电效率的具体影响,也缺乏相应的抗风沙设计指南。本文系统概述了沙漠光伏组件在风沙作用下的多方面研究进展。首先,探讨了风沙流的基本特性及光伏阵列干扰下的风沙运动特性,揭示了光伏电站内复杂的风沙流场结构及其对组件的影响机制。其次,分析了光伏组件在风沙环境中的净风荷载、风沙荷载以及沙颗粒冲击荷载特性,指出沙颗粒冲击荷载对组件安全的重要性。随后,研究了板面积尘的规律和冲蚀磨损特性,明确了积尘和冲蚀对组件性能的影响,综合评估了风沙作用对组件发电效率的具体影响,并总结了当前研究存在的主要问题。最后,针对沙漠光伏组件面临的风沙挑战,本文提出采用现场实测、风沙洞试验、数值模拟与理论分析等方法并结合压电传感和扫描电子显微等先进技术,以深入研究沙漠光伏组件的风沙流场特性、风沙作用机制、发电效率损失规律以及抗风沙设计理论与措施,并提高研究的精度和可靠性。本研究不仅加深了对沙漠光伏组件在风沙环境中行为特性的理解,还为未来抗风沙设计规范的制定和沙漠光伏产业的可持续发展提供了参考。 展开更多
关键词 沙漠光伏组件 风沙流场 风沙荷载 板面积尘 冲蚀磨损 发电效率
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间断式改进暗管排水流量的计算方法 被引量：1
9
作者 金铭锐 陶园 +1 位作者 王少丽 管孝艳 《水利学报》 北大核心 2025年第2期205-215,共11页
为应对涝渍灾害频发、耕地资源紧缺的问题,提出一种排水流量较大、占用耕地较少的间断式改进暗管排水结构。一般常规暗管渗流可以简化为二维计算,但间断式改进暗管在排水过程中存在柱体砂滤料的三维绕流,形成相对复杂的空间渗流结构。... 为应对涝渍灾害频发、耕地资源紧缺的问题,提出一种排水流量较大、占用耕地较少的间断式改进暗管排水结构。一般常规暗管渗流可以简化为二维计算,但间断式改进暗管在排水过程中存在柱体砂滤料的三维绕流,形成相对复杂的空间渗流结构。基于沙金煊的非完整井排水流量公式和常用的暗管排水流量计算公式,提出地表无积水情况下间断式改进暗管排水流量的简化计算方法,结合田间试验和HYDRUS数值模拟进行验证,并分析排水过程中各部分流量占比。结果表明,提出的间断式改进暗管排水流量的理论计算方法合理可行,间断式改进暗管排水流量的理论计算值与田间试验实测值、模拟值的平均相对误差分别为6.97%和-2.84%;随排水时间增加柱体砂滤料内部排水流量占总流量比值逐渐下降,柱体砂滤料外部进水流量占总流量比值不断增加;柱体砂滤料越高,其内部排水持续时间越长;柱体砂滤料布设间距越小,其内部排水与外部进水流量之和占总流量比值越大;间断式改进暗管排水流量计算方法在壤土、粉土中均适用。研究结果可为丰富农田排水理论和暗管工程建设提供思路与参考。 展开更多
关键词 间断式改进暗管排水 柱体砂滤料 排水流量 HYDRUS
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荒漠-绿洲过渡带典型固沙植物根区土壤优先流特征 被引量：4
10
作者 杨鹏华 胡广录 +1 位作者 李昊辰 樊亚仑 《干旱区研究》 北大核心 2025年第1期127-140,共14页
本研究以荒漠-绿洲过渡带3种典型固沙植物泡泡刺、梭梭和沙拐枣作为研究对象,在入渗水量分别为10 L、15 L和20 L条件下(模拟小雨、中雨和大雨),采用野外染色示踪方法与计算机图像处理技术,分析染色图像垂直和水平剖面优先流分布规律和... 本研究以荒漠-绿洲过渡带3种典型固沙植物泡泡刺、梭梭和沙拐枣作为研究对象,在入渗水量分别为10 L、15 L和20 L条件下(模拟小雨、中雨和大雨),采用野外染色示踪方法与计算机图像处理技术,分析染色图像垂直和水平剖面优先流分布规律和特征参数,选取特征参数作为评价指标,通过均方决策法探明典型固沙植物根区土壤优先流发育程度,为荒漠-绿洲过渡带固沙植被恢复及水资源有效利用提供参考依据。结果表明:(1)荒漠绿洲过渡带固沙植物根区存在土壤优先流现象,且主要类型为孔隙流,固沙植物种类不同,其根区优先流的垂直和水平分布特征也不同,但随着入渗水量的增加,优先流均发生侧向入渗。(2)在不同入渗水量条件下,3种固沙植物根区土壤染色面积比随土层深度的增加呈非线性减小趋势,梭梭和沙拐枣根区土壤染色面积比曲线变化呈“S”型,且水分呈非均匀下渗现象。(3)优先流评价指数P_(FI)由大到小为梭梭(0.685)、泡泡刺(0.543)、沙拐枣(0.502),梭梭根区土壤优先流发育程度最高。 展开更多
关键词 荒漠-绿洲过渡带 固沙植物 土壤优先流 染色示踪实验
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陆上洪水型优质砂体形成机理——以兰州窑街地区炭洞沟二号坝洪水沉积为例
11
作者 李相博 刘化清 +5 位作者 郝彬 杨占龙 张晶 刘震华 李智勇 李在光 《岩性油气藏》 北大核心 2025年第6期28-34,共7页
通过野外地质考察及实验分析测试,明确了兰州窑街地区炭洞沟泥石流多发地段的洪水沉积特征,并揭示了优质砂体的形成机理。研究结果表明:(1)兰州窑街地区炭洞沟洪水沉积物分为砂砾石(G)、含砾粗砂(C)、中细砂(MS)及含粉细砂泥质沉积(黏土... 通过野外地质考察及实验分析测试,明确了兰州窑街地区炭洞沟泥石流多发地段的洪水沉积特征,并揭示了优质砂体的形成机理。研究结果表明:(1)兰州窑街地区炭洞沟洪水沉积物分为砂砾石(G)、含砾粗砂(C)、中细砂(MS)及含粉细砂泥质沉积(黏土)(FM)4种类型,自上游向下游有序分布,中细砂(MS)在汇水区下游段连续分布,分选良好,为优质砂体。(2)研究区洪水沉积物的有序分布与流体搬运过程中泥石流(非牛顿流体)向牵引流(牛顿流体)转化有关,该转化受区域“V”形拐弯河道及地形坡度变化联合控制;牵引流的机械分异作用及高能洪水颗粒间的碰撞破碎是研究区优质砂体形成的主要原因。 展开更多
关键词 泥石流 牵引流 洪水事件 优质砂体 C-M图 现代沉积 陆相环境
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合水南地区长7段夹层型页岩油储层孔隙结构特征及主控因素 被引量：1
12
作者 付林圃 王喜鑫 +5 位作者 麻书玮 李少华 薛婷 李强强 严睿 杨秦川 《东北石油大学学报》 北大核心 2025年第1期77-90,I0006,I0007,共16页
以鄂尔多斯盆地合水南地区长7段夹层型页岩油储层为例,利用铸体薄片、扫描电镜、XRD分析、高压压汞、恒速压汞及氮气吸附实验,分析合水南地区长7段夹层型页岩油储层孔隙结构特征,探讨沉积、成岩作用对孔隙结构的控制作用。结果表明:合... 以鄂尔多斯盆地合水南地区长7段夹层型页岩油储层为例,利用铸体薄片、扫描电镜、XRD分析、高压压汞、恒速压汞及氮气吸附实验,分析合水南地区长7段夹层型页岩油储层孔隙结构特征,探讨沉积、成岩作用对孔隙结构的控制作用。结果表明:合水南地区长7段页岩油储层孔隙度平均为8.47%,渗透率平均为0.74×10^(-3)μm^(2),属于典型的超低孔、超低渗储层;孔隙类型以残余粒间孔和长石溶孔为主,孔喉半径集中分布在0.02~200.00μm之间,孔隙形态主要为板状平行狭缝孔和半封闭楔形孔;孔隙结构受沉积、成岩作用演化共同控制。沉积作用奠定页岩油储层的物质基础,沉积物粒度细,杂基体积分数高,原始孔渗低;储层在强压实阶段损失大量的粒间孔隙,胶结作用进一步降低储层物性;后期溶蚀作用的改造促使优势储层形成。砂质碎屑流砂体受胶结作用减孔大,浊流砂体受压实作用减孔大。砂质碎屑流砂体经历中等压实、强胶结及中等溶蚀,是研究区优势储层的主要成因。该结果对夹层型页岩油高效开发具有指导意义。 展开更多
关键词 陆相湖盆 夹层型页岩油 孔隙结构 砂质碎屑流 优势储层 长7段 合水南地区
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GPU邻居搜索法在风沙流SPH算法中的应用
13
作者 周鹏 金阿芳 《计算机应用与软件》 北大核心 2025年第3期221-226,267,共7页
为了解决风沙流(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)算法因粒子数目增多导致计算效率低的问题,将GPU并行计算应用在风沙流SPH算法中。分析SPH算法适合并行计算的原因,并以单元链表(Cell-Linked List,CLL)法的邻居搜索法为基础,建立SP... 为了解决风沙流(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)算法因粒子数目增多导致计算效率低的问题,将GPU并行计算应用在风沙流SPH算法中。分析SPH算法适合并行计算的原因,并以单元链表(Cell-Linked List,CLL)法的邻居搜索法为基础,建立SPH风沙流的并行计算模型;通过计算模型进行验证对坡面风场进行分析,得到沙粒水平速度沿高度变化规律和沙粒空间分布变化;对比不同粒子数目下四种风沙流SPH算法的计算效率,结果证明该算法可以提高计算效率。 展开更多
关键词 SPH算法 风沙流 并行计算 CUDA
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雅鲁藏布江中下游宽谷风蚀区风沙运移
14
作者 刘昊 宫航 丁国栋 《干旱区研究》 北大核心 2025年第9期1660-1670,共11页
雅鲁藏布江中下游宽谷风蚀区是青藏高原风沙活动最频繁的地区之一。深入研究流域宽谷区风沙季不同下垫面起沙规律,对防风固沙与生态环境可持续发展具有重要意义。本研究选取雅鲁藏布江流域中下游林芝段4种典型下垫面,基于梯度风速仪、... 雅鲁藏布江中下游宽谷风蚀区是青藏高原风沙活动最频繁的地区之一。深入研究流域宽谷区风沙季不同下垫面起沙规律,对防风固沙与生态环境可持续发展具有重要意义。本研究选取雅鲁藏布江流域中下游林芝段4种典型下垫面,基于梯度风速仪、多通道集沙仪同步观测,系统揭示不同下垫面风沙运移特征。结果表明:(1)受地表植被影响,近地层风速廓线符合对数函数但参数显著分异。(2)沉积物粒径呈空间分异特征,河漫滩流动沙地粉粒占比37.93%显著高于其他下垫面,而河岸流动沙地以细-中砂粒为主(占比83.49%)。(3)输沙过程具有显著下垫面依赖性,风沙流结构符合指数-幂函数复合模型。(4)风沙季单位面积输沙量排序为:河岸沙地(96.16 t·d^(-1))>山麓沙地(77.65 t·d^(-1))>河漫滩沙地(69.87 t·d^(-1))>疏林地(5.23 t·d^(-1))。 展开更多
关键词 雅鲁藏布江 风速廓线 风沙流结构 输沙通量
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接坝区退耕坡地风沙输沙率及粒径特征分析
15
作者 许晶晶 杜鹏飞 +2 位作者 陈吟 赵莹 陈康 《泥沙研究》 北大核心 2025年第3期9-16,共8页
为明晰接坝区退耕坡地土壤风蚀及输沙特征,选取小坝子流域的退耕坡地作为研究区,基于2018—2020年间集沙仪观测数据,分析了不同季节及下垫面类型的输沙率与粒径分布特征,并提出了针对性防治建议。在季节变化上,春季为风蚀最强时段,坡中... 为明晰接坝区退耕坡地土壤风蚀及输沙特征,选取小坝子流域的退耕坡地作为研究区,基于2018—2020年间集沙仪观测数据,分析了不同季节及下垫面类型的输沙率与粒径分布特征,并提出了针对性防治建议。在季节变化上,春季为风蚀最强时段,坡中沙地和坡下农地的平均输沙率分别达到2.68×10^(-2) kg/(m^(2)·d)和5.43×10^(-2) kg/(m^(2)·d),其次是冬季和夏秋季。从下垫面类型来看,坡顶裸岩沙地、坡中沙地、坡脚草地和坡下农地的场次大风输沙率依次为34.28×10^(-2) kg/(m^(2)·h)、34.08×10^(-2) kg/(m^(2)·h)、7.13×10^(-2) kg/(m^(2)·h)和8.20×10^(-2) kg/(m^(2)·h),差异显著。风蚀物粒径以粉粒为主,其次是极细沙和细沙。坡上退耕地和坡下翻耕后农地为防治重点区域,春季为重点防控时段。 展开更多
关键词 风沙流结构 输沙率 粒径 退耕坡地 接坝区
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植物纤维网沙障防风效能的风洞试验 被引量：2
16
作者 邓雅文 俎瑞平 +2 位作者 宗玉梅 王军战 李毅 《中国沙漠》 北大核心 2025年第1期242-248,共7页
格状沙障是目前应用最普遍的风沙防护措施,而沙障规格直接决定其防护效益。通过系统的风洞试验,获得不同规格(H/L分别为0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3,H为障高,L为顺风向障边距)植物纤维网沙障的风速数据,对其流场结构、风速廓线及... 格状沙障是目前应用最普遍的风沙防护措施,而沙障规格直接决定其防护效益。通过系统的风洞试验,获得不同规格(H/L分别为0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3,H为障高,L为顺风向障边距)植物纤维网沙障的风速数据,对其流场结构、风速廓线及防风效能进行了分析。结果表明:(1)不同规格的沙障具有相似的流场结构,依据功能可划分为障前减速区、遇阻抬升区、集流加速区和沙障内部涡旋减速区等4部分。(2)对同一规格沙障而言,不同位置风速廓线呈现不同形式。在距离沙障较远的上风向,风速廓线呈现对数变化形式,当靠近沙障时,风速廓线开始偏离对数分布,特别在两道沙障之间,风速廓线呈现不规则变化形式。(3)随着沙障高度的增加,防风效能也呈现一定的增加趋势。H/L为0.25和0.1的沙障防风效能较高,H/L为0.05的沙障防风效能不理想。 展开更多
关键词 风洞试验 沙障流场 风速廓线 防风效能
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模拟多场次暴雨条件下3种草坪坡地水土流失特征
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作者 赵学海 王刘雅 马建刚 《中国水土保持科学》 北大核心 2025年第5期196-206,共11页
水土流失是城市生态修复及建设面临的重要问题。为探究多场暴雨条件下的坡地草坪水土流失特征,采用径流小区室内人工模拟降雨方法,研究6场暴雨(60 mm/h)条件下,白三叶、黑麦草、狗牙根3种草坪坡地的水土流失特征。结果显示:1)白三叶和... 水土流失是城市生态修复及建设面临的重要问题。为探究多场暴雨条件下的坡地草坪水土流失特征,采用径流小区室内人工模拟降雨方法,研究6场暴雨(60 mm/h)条件下,白三叶、黑麦草、狗牙根3种草坪坡地的水土流失特征。结果显示:1)白三叶和狗牙根草地产流时间呈先增加后下降趋势,黑麦草地无稳定规律。其中,狗牙根草地对径流的抑制及延缓效果最好,白三叶次之,黑麦草较差。2)6场降雨下白三叶、黑麦草和狗牙根草坪的产流总量分别为133.02、183.25、143.32 L,产沙总量分别为21.43、9.38、5.89 g;白三叶总产流量比狗牙根和黑麦草低7.19%~27.41%,狗牙根总产沙量比黑麦草和白三叶低37.38%~72.55%。白三叶的减流效益最佳,狗牙根的减沙效果最好。3)3种草坪坡地的径流与泥沙之间呈显著的幂函数关系。综合评价发现,狗牙根水土保持效益最优。多层次水平叶片、匍匐茎草本对于水土流失的抑制效果更佳。研究可为城市坡地草坪选用及草地水土流失、水土保持机制建立提供参考。 展开更多
关键词 坡地草坪 模拟降雨 产流产沙 暴雨 减流减沙
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冲击式水轮机喷射机构结构参数对泥沙磨损特性的影响机制
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作者 李琛玺 李方 +2 位作者 郭鹏程 孙帅辉 沈佩荣 《水利学报》 北大核心 2025年第1期93-105,共13页
泥沙磨损是冲击式水轮机面临的核心问题之一,特别是喷射机构直面高速含沙水流冲击极易磨损破坏,威胁机组安全运行。为深究喷射机构的磨损特性及影响机制,本文基于VOF模型、欧拉-拉格朗日方法及Oka磨损模型,构建了喷射机构的磨损分析模... 泥沙磨损是冲击式水轮机面临的核心问题之一,特别是喷射机构直面高速含沙水流冲击极易磨损破坏,威胁机组安全运行。为深究喷射机构的磨损特性及影响机制,本文基于VOF模型、欧拉-拉格朗日方法及Oka磨损模型,构建了喷射机构的磨损分析模型。结合流动与颗粒运动轨迹分析可知,磨损最严重的位置在喷嘴喉部及喷针尖部,喷嘴喉部呈片状磨损且受迪恩涡对的影响在内侧的磨损范围更大,而喷针尖部主要呈点状磨损。本文选取喷针过渡段直径、喷针角度和喷嘴角度三个喷射机构的关键结构参数开展磨损特性影响机制的研究。结果表明,三个参数对喷嘴和喷针不同区域的磨损特性影响机制不同。其中喷针角度的影响最为显著,且其对磨损特性与水力性能的影响存在互抑性。一定范围内,随喷针过渡段直径的增大,喷针的磨损程度加剧,当过渡段直径增大至接近喷针直径时,针尖的平均磨损率急剧恶化为小直径时的9倍;随喷针角度增大,喷嘴喉部和喷针尖部的磨损程度改善,喷针尖部的平均磨损率最大可降低94.17%,但喷针角度对磨损特性与水力性能的影响存在互抑性;随喷嘴角度增大,可有效抑制喷针过渡段的磨损程度。因此,设计较大的喷针角度,配合较大的喷嘴角度与较小的喷针过渡段直径,可改善喷针的高磨损区与减小整体的磨损范围,并兼顾考虑水力性能的要求,进而可保障机组的高效安全运行。 展开更多
关键词 冲击式水轮机 喷射机构 水气沙三相流动 泥沙磨损特性 影响机制
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基于DEM-CFD的混流式水轮机粗沙水流条件泥沙磨损机制研究
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作者 黄剑峰 姚激 张蕾蕾 《农业机械学报》 北大核心 2025年第7期468-476,共9页
含沙水流条件下水轮机内部泥沙颗粒与湍流两相介质相互作用对水轮机壁面冲蚀磨损机制有重要影响。基于GPU加速耦合颗粒离散元与计算流体力学方法求解混流式水轮机内部颗粒-流体系统。通过泥沙颗粒真实外形建模,DEM-CFD耦合模拟获得水轮... 含沙水流条件下水轮机内部泥沙颗粒与湍流两相介质相互作用对水轮机壁面冲蚀磨损机制有重要影响。基于GPU加速耦合颗粒离散元与计算流体力学方法求解混流式水轮机内部颗粒-流体系统。通过泥沙颗粒真实外形建模,DEM-CFD耦合模拟获得水轮机泥沙颗粒流磨损特性。结果表明:GPU加速可节省计算成本,粗沙水流下泥沙颗粒受水流影响在尾水管内小开度工况以“短螺旋”方式运动,而大开度工况则以“长螺旋”方式运动;小开度工况球形多面体泥沙颗粒曳力最大值比球体颗粒大34.78%。大开度工况颗粒对活动导叶的碰撞强度比固定导叶大74.13%,说明其冲击磨损强于固定导叶;粒子对固定导叶的滑动距离平均最大值比活动导叶大21.43%,说明其剪切磨损强于活动导叶。活动导叶、转轮叶片和尾水管壁面磨损情况与文献试验结果及电站实际磨损一致;在汛期控制水轮机在小开度工况运行是有利的。研究结果可为改善水轮机泥沙磨损破坏提供理论参考。 展开更多
关键词 混流式水轮机 粗沙水流 DEM-CFD 泥沙磨损 数值模拟
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含砂天然气套筒式节流阀内部两相流动特性分析 被引量：1
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作者 史鸿博 王少聪 +2 位作者 张行 赵新宇 叶际涵 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第2期139-146,共8页
为了提高节流阀在高含硫工况下的节流性能,以某套筒式节流阀为研究对象,采用欧拉-欧拉双流体模型,结合颗粒动力学理论和标准k-ε湍流模型,对阀门内部气固两相流场进行三维数值模拟研究,对比分析不同阀门开度、节流孔结构和尺寸、入口颗... 为了提高节流阀在高含硫工况下的节流性能,以某套筒式节流阀为研究对象,采用欧拉-欧拉双流体模型,结合颗粒动力学理论和标准k-ε湍流模型,对阀门内部气固两相流场进行三维数值模拟研究,对比分析不同阀门开度、节流孔结构和尺寸、入口颗粒固含率下的速度场分布、湍流黏性场分布、流量特性与流阻特性等,并与试验结果进行对比.结果表明:阀门开度的增大可有效降低节流孔内部流速,缓解砂粒对节流孔内壁的冲蚀磨损,进而有利于阀门内部流体的流通;正三角形节流孔处存在明显的流速和压力梯度突变,且位于节流孔出口下游的对冲射流核心区域长度较长,导致严重冲蚀区域呈现出靠近节流阀出口侧的特征;砂粒冲击频次随着入口颗粒固含率的增加而增强,且节流孔入口区域存在的涡旋流动强度略有减弱,从而对节流阀整体的流通性能和冲蚀磨损程度产生影响. 展开更多
关键词 套筒式节流阀 含砂天然气 计算流体动力学 气固两相流 流场参数
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