植物特性对复式河槽流速分布影响的实验研究

通过水槽试验,探讨了不同滩地植被密度、植被高度对复式河槽流速分布的影响。试验时,借助声学多普勒测速仪(ADV)观测不同垂线、不同测点的瞬时流速,选竹签模拟乔木。试验结果表明,在滩地无植被情况下,流速分布满足对数分布;滩地种树后,主槽流速明显增大,滩地流速减小,流速呈S型分布,不同植物密度,S型的分布是不同的。这种S型分布将水流划分为3个区的复杂行为,S型分布的形状与水深、垂线位置和植物特性(植被高度,植被密度)有关。植被密度对流速分布的影响非常明显。     

滩地植被化复式河槽的水流阻力特性试验

利用室内变坡水槽试验研究了复式河槽中滩地植被对水流阻力的影响,采用声学多普勒测速仪(ADV)观测了不同垂线、不同测点的垂线流速分布,分别讨论了水深、植被密度、淹没与非淹没植被对滩地阻力系数的影响。分析发现:滩地种有植被后,复式河槽的水流流速不再满足对数分布,在垂向可以认为是一个常数,且其值随植被密度的增加而减小;阻力系数在滩地无植被时受水深的影响很小,在有植被的工况中,阻力系数会随水深的增加而显著增大,其值与植被密度满足线性关系;滩地植被淹没后,虽然滩地阻力系数也随水深的增加而增大,但其增幅较非淹没植被工况中要小。     

滩地植被化复式河槽的水流阻力特性试验

利用室内变坡水槽试验研究了复式河槽中滩地植被对水流阻力的影响,采用声学多普勒测速仪(ADV)观测了不同垂线、不同测点的垂线流速分布,分别讨论了水深、植被密度、淹没与非淹没植被对滩地阻力系数的影响.分析发现:滩地种有植被后,复式河槽的水流流速不再满足对数分布,在垂向可以认为是一个常数,且其值随植被密度的增加而减小;阻力系数在滩地无植被时受水深的影响很小,在有植被的工况中,阻力系数会随水深的增加而显著增大,其值与植被密度满足线性关系;滩地植被淹没后,虽然滩地阻力系数也随水深的增加而增大,但其增幅较非淹没植被工况中要小.     

植被对边坡稳定性的影响

边坡植被生长特征及其护坡模式的优化研究目前还不够深入,特别是对于植被护坡稳定性影响因素的研究就更少。以边坡为研究对象,以植物根系的锚固作用为研究重点,采用PLAXIS 3D数值模拟为研究手段,分析植被根系形态、植物根系密度、植被生长位置三大因素对自然边坡稳定性的影响。研究结果表明:同等条件下,水平型根系植被对边坡的加固效果最好;根系密度与边坡的稳定系数成正比;植被生长位置对边坡稳定性的影响是F_(坡顶)F_(坡脚)F_(坡中)F_(全坡均布)。以上研究结果可以作为植物生态护坡前期工作的理论支撑。     

大比降卵砾石河流定床阻力试验研究

在1 m宽变坡水槽内,采用乒乓球模拟密排卵砾石的流速分布试验和天然卵砾石起动试验两种方法进行定床阻力试验研究。试验结果表明:①起动试验数据确定的定床阻力符合谢才-曼宁公式,得出的阻力系数基本符合Colebrook(1938)公式的变化规律,但比Colebrook(1938)公式的计算值稍小;②乒乓球模拟密排卵砾石流速分布试验表明在床面粗糙范围内,当h/Ks>2,其垂线流速分布符合对数规律;③比较流速起动试验数据和流速分布试验数据确定的定床阻力,尽管试验的方法不同,得到的结果基本相同。     

大比降卵砾石河流定床阻力试验研究

在1 m宽变坡水槽内,采用乒乓球模拟密排卵砾石的流速分布试验和天然卵砾石起动试验两种方法进行定床阻力试验研究。试验结果表明:①起动试验数据确定的定床阻力符合谢才-曼宁公式,得出的阻力系数基本符合Colebrook(1938)公式的变化规律,但比Colebrook(1938)公式的计算值稍小;②乒乓球模拟密排卵砾石流速分布试验表明在床面粗糙范围内,当h/Ks>2,其垂线流速分布符合对数规律;③比较流速起动试验数据和流速分布试验数据确定的定床阻力,尽管试验的方法不同,得到的结果基本相同。     

草原公路路基高度变化对其水土保持功能的影响

通过对典型草原公路工程开展调查观测,选择边坡土壤含水量、土壤流失量和植被覆盖度为指标,探讨不同路基填筑高度对边坡水土保持功能的影响。结果表明,考虑土壤含水量状况和植物固土功能的最优性,草原公路路基设计高度取值建议在1．0～2．5m之间。采用一定防护措施的低路基设计方案,能够有效降低草原公路边坡土壤流失,保存水分,提高植被恢复状况。     

金沙江干热河谷泥岩坡地植被恢复研究

坝周低山区是金沙江干热河谷生态环境最为脆弱的地带,而泥岩坡地植被恢复又是坝周低山丘陵区植被恢复的难点。在中科院元谋水土保持生态试验站进行了泥岩坡地的封禁植被恢复、半封禁植被恢复及人工植被恢复试验,并对比分析不同植被恢复方式对植物群落的影响。结果表明,封禁、半封禁和人工促进的植被恢复方法都能促进干热河谷区植被恢复与重建,植物群落的高度、盖度和生物量均有改善,而封禁恢复可能带来相对丰富的物种多样性。     

基于气候、植被及工程地质的公路"环境选线"

基于"环境选线"的理念,要实现公路建设的可持续发展,仅从地形、地质角度出发进行选线是不够的,还必须从宏观角度出发,考虑气候、植物对公路选线的影响.文中通过对分布于云南不同气候、植物环境条件下的公路建设的调查研究,从地质灾害层次分析了气候、植物等环境因子与公路建设的相互影响,得出气候、植被及地质是公路建设与环境和谐关系的关键影响因素,据此提出基于气候、植被及工程地质的公路"环境选线"的思路,并以云南省昭通—待补公路的建设为例,阐述了生态环境与公路建设的可持续发展的和谐关系.     

湿陷性黄土边坡生态恢复技术研究

我国西北地区高速公路边坡多为黄土边坡,土壤性质较差、植被密度小、生态视觉效果差,因此有必要对黄土地区边坡植被护坡的生态恢复技术进行探讨。通过对西北地区公路典型试验段湿陷性黄土路堑植被护坡进行调查,对坡面直接种植技术、工程与植被结合技术、改造坡面形态的植被护坡技术3种类型进行了详细介绍,分析了各种类型护坡的技术效果、特点与适用性。结果表明尚没有一种边坡植被护坡技术能够完全应用于所有黄土地区。提出不同地区、不同路段在应用植被护坡技术时,应当重点关注边坡坡型选择与植被搭配两大因素,在边坡选型时确保地质稳定性及生态稳定性,在植被选型时采用乔、灌、草、藤结合,可以有效提升植被边坡的耐久性与稳定性。     

低速下不同入口位置塔式曝气池气液两相数值模拟

为了研究不同入口下塔式曝气池气液两相流动规律,采用欧拉双流体模型耦合群体平衡模型（PBM,population balance model）,在对计算域网格及气相分布与实验验证的基础上,研究了四种距离曝气池底部中心不同位置处的入口对曝气池内气液两相流动的影响,探讨了气含率、气泡数密度、液相水平速度等流体动力学性质,以期为塔式曝气池设计提供指导和依据.研究结果表明:欧拉双流体模型耦合PBM的模拟结果优于单一气泡尺寸的欧拉双流体模型;曝气池内气含率、气相分布、旋涡强度、液相水平速度均受入口位置影响;当入口位置逐渐远离曝气池中心时,气相分布逐渐呈之字形,旋涡强度增大,气含率及气泡羽流周期则先增大后减小;入口位置对气泡数密度无明显影响,气泡数密度在气泡直径5.95 mm下分布最多.      

Experiment on the secondary flow of a large turn angle turbine stator with a rotating single slanted hotwire

Experiment measurement is adapted to study the secondary flow of turbine. The subsonic stator experiment flow tunnel is set up. Two different inlet velocities and three different stator heights are applied. The method of a rotating slanted hotwire is introduced to measure the stator outlet three-dimensional flow field. The procedure for solving the mean three-dimensional velocity component involving the least-squares technique can be accomplished via the LSQNONLIN optimization function of Matlab. Under different work conditions, the stator outlet secondary flow is more intense at higher inlet flux. Moreover, the shortest stator height will lead to the most intense secondary flow, which gains the largest axial velocity component (w) and radial velocity component (u), but the smallest circumferential velocity component (v).     

砂雨法饱和模型制样相对密度控制要素与评价方法

为满足动力离心液化试验相对密度（D_r）低的制样需求,实现砂雨法饱和模型制样相对密度的准确控制,建立了设备制模稳定性评价方法,通过自主研制一套适于饱和模型制样的鸭嘴式砂雨法装置,开展了三组干砂/饱和砂模型对比试验;通过分析出砂口尺寸、落距、移动速度等控制要素的影响,对新型装置制样性能进行了验证;采用微型动力触探仪测试饱和模型不同位置及深度的D_r空间分布,给出了模型均匀稳定性评价方法;建立描述砂雨法制样过程流速变化的数学模型和推导表达式,提出了控制稳态D_r的归一化标准. 研究结果表明:3 mm为低密实度制样的最佳出砂口尺寸;饱和模型D_r随水中落距的变化率为空中落距变化率的3.5倍,水中落距是饱和制样密实度的主导控制要素;出砂口移动速度最高达到颗粒落速的31%,对低密实度制样影响不可忽略;设备移速与落距对颗粒流速及试样D_r大小具有决定作用.      

PEM燃料电池阴极三维数学模型的建立与计算

建立了蛇形流场和点状流场的阴极三维数学模型，通过耦合求解质量守恒方程、动量守恒方程、Darcy方程和多组分气相扩散的Stefan—Maxwell方程，计算出两种不同流场阴极的催化层与扩散层交界面的O2和H2O浓度的分布、扩散层中间的气体速度分布．通过实验比较蛇形流场和点状流场的单电池性能．     

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目前交通流理论研究的主要对象为高速公路，与其相比，城市快速路交通流则具有明显不同的特点。交通科学是一门实证科学，本文在实证数据的基础上，首先对城市快速路交通流速度概率分布进行了研究，分析了在不同密度条件下速度概率分布的特性。在此基础上，在流—密平面中将交通流划分为自由流、谐动流、同步流和堵塞4个稳态相位，并具体讨论了各个相位的性质，定量标定了每个相位的区域范围。     

弯道床面切应力的研究

弯道床面切应力是弯道泥沙起动的直接动力,运用弯道水流概化模型试验,利用先进的ADV进行了三维流速数据的采集。弯道水面横比降与纵比降的沿程分布公式以及弯道水流纵向垂线平均流速计算方法,从理论上进一步推导得到了弯道床面切应力分布的公式。通过计算,给出了不同参数对弯道床面切应力分布的影响。研究表明,计算床面切应力的分布不仅与前人研究成果基本一致,而且更加完善和系统化,为深入探讨弯道水流特性奠定了基础。     

盐渍土强度特性分析

通过对盐渍土室内基本性质及反复冻融循环条件下的试验分析,研究天然盐溃土在多次冻融循环时的强度变化特征,试验结果表明：经多次冻融循环,低液限粘土试样粘聚力自下而上呈线性减小;含砂低液限粘土试样在冻融循环过程中,试样粘聚力呈反S形分布,内摩擦角均呈S形分布;低液限各层粉土试样的粘聚力随着冻融循环次数的增加而逐渐减小,各土层内的摩擦角也随着冻融循环次数的增加而减小。     

学区交叉口行人流元胞自动机模型

基于学区交叉口上下学时间段家长和儿童混合行人流过街特性,利用元胞自动机建立了学区交叉口行人过街模型.在模型中引入空格参数、方向参数和同向吸引参数,并综合考虑家长和儿童成对组合过街时的行为规则.通过仿真研究在双向行人流不均衡,以及家长和儿童组合比例不同的条件下,行人流速度—时间、速度—密度,流量—密度的关系,分析家长和儿童组合对过街行人流的影响.结果显示,当行人流中家长和儿童的组合超过一定比例时,会降低行人流过街的平均速度,加速行人流的拥堵,使得系统的临界密度值有所下降,并对行人流平均速度和流量在临界密度点的变化趋势有一定的影响.     

弯道水流纵向垂线平均流速分布的计算

弯道水流特性是水利界感兴趣的重要研究课题。而弯道水流纵向垂线平均流速的分布则是其重要内容。运用弯道水流概化模型试验,利用先进的ADV进行了三维流速数据的采集,从中提取了纵向流速参数。基于作者提出的弯道水面横比降与纵比降的沿程分布公式,经理论推导得到了弯道水流纵向垂线平均流速分布的计算公式。研究表明,公式与实测资料吻合良好,为进一步深入探讨弯道水流特性奠定了理论基础。