落叶期柠条带防风效果的风洞实验研究

探究落叶期不同疏透度和间距下灌木林带的空气动力学特征,合理配置林带结构对修复荒漠草原土壤风蚀灾害具有重要意义。为此,利用风蚀风洞开展模拟实验,揭示疏透度和间距对双排行列式柠条带风速影响,开展对6 H、8 H、10 H间距行列式柠条带在疏透度60%、45%、35%下的风洞模拟实验,并对不同疏透度、间距下风流场进行对比分析。结果表明:①在不同对照疏透度条件下,不同带间距柠条带均对风速具有减弱作用,且在带间出现了减速区与加速区。间距对双排柠条带最小风速值出现的相对位置基本无影响,但第二带后风速最小值小于第一带后风速最小值,两排柠条带对风场的影响存在累加效应。②6 H与8 H宽带间距柠条带风速流场变化具有相似性,8 H间距双排柠条带防风最优,10 H相对较好。笔者建议双排行列式柠条带间距采用8 H或者10 H。③疏透度为45%的风速与疏透度为35%的无显著差异,因此,疏透度在35%或者45%,配置较为合理。

不同疏透度的柠条带防风效果研究

中国干旱、半干旱地区受到风蚀荒漠化的威胁,土壤风蚀现象严重,对国民经济和社会发展造成了危害。植被的落叶期是土壤风蚀严重的季节,为探究落叶期不同疏透度下灌木林带的空气动力学特征,合理配置林带结构,修复荒漠草原土壤风蚀灾害,利用风蚀风洞开展模拟试验,以“一行一带”的柠条带为研究对象,设计不同疏透度的林带模型,分析不同疏透度的林带在6、9、12 m/s三种不同中心风速下带后的风速廓线、防风效能,揭示落叶期不同结构林带空气流场特征和防风效果。结果表明,不同疏透度的灌木林带对空气流场垂直结构产生了不同影响:同种中心风速下,植被疏透度数值越小,风速廓线发生变异的带后距离越近,且变异程度越大;同种疏透度下,中心风速越大,风速廓线发生变异的程度越大。柠条带后的防风效果为:疏透度35%林带>疏透度45%林带>疏透度60%林带。

分流对冲式与循环摩擦式农田风沙分离器性能对比试验

有效预防农田土壤风蚀,防止耕地退化,需要研究农田土壤风蚀机理。集沙仪作为研究农田土壤风蚀的关键仪器,其核心部件风沙分离器的结构设计会影响集沙仪的测试精度。针对分流对冲式与循环摩擦式风沙分离器,利用微型风洞对其等动力性、降速性能和气固分离效率进行对比试验分析,选用性能更好的风沙分离器以实现农田集沙仪的全自动采集风蚀数据功能,进一步提高其测试精度。试验结果表明:在5种风速条件下,分流对冲式与循环摩擦式风沙分离器的等动力性分别为91.99%、92.04%、92.31%、92.06%、92.14%和92.90%、92.78%、93.06%、92.99%、92.84%;在13.8m/s试验风速下,分流对冲式风沙分离器排气口风速降低83.84%,排沙口风速降低88.99%;而循环摩擦式风沙分离器排气口风速降低92.54%,排沙口风速降低90.41%。分流对冲式与循环摩擦式风沙分离器气固分离效率分别为99.8%,98.9%。

风蚀风洞风廓线自动测试仪研究

采用433 MHz无线模块和低功耗热敏式风速传感器,研究具有多通道同步测量功能的近地表风廓线测量仪。测试结果表明,该设备可对0~70 cm范围内8个不同高度位置处的风速进行实时准确测量,风速测量范围0.5~17.0 m/s,精度0.3 m/s;有效无线数据传输距离不低于80 m,基本满足绝大部分风洞试验测试需求,同时可对风洞内部的环境温湿度及大气压力等进行同步监测;上位机数据处理软件可同时对6路测量仪采集的环境数据进行实时显示和处理,并绘制风洞内部近地表风廓线的实时变化曲线;可为风洞实验研究提供有效技术支持。