六盘山西侧华北落叶松林密度对生长和林分蓄积的影响

【目的】量化林木生长、生物量和蓄积量对密度的响应关系,以期为人工林合理经营与科学管理提供理论依据。【方法】以六盘山半干旱区树龄37 a华北落叶松为研究对象,调查不同现存密度的林分结构与林木生长特征,根据经验方程计算生物量及材积,分析密度对各生长指标的影响。【结果】研究区林分树高、胸径、单株生物量及材积的平均值依次为14.1~15.5 m、15.1~22.5 cm、75.1~153.0 kg、0.150~0.292 m^(3),均随林分密度增加而减小。密度每增加100株/hm^(2),树高和胸径分别降低0.0372 m和0.4600 cm。在600~1000株/hm^(2)范围内,密度每增加100株/hm^(2),单株生物量和材积分别降低10.38 kg和0.0189 m^(3);在1000~2000株/hm^(2)范围内,密度每增加100株/hm^(2),单侏生物量和材积分别降低3.90 kg和0.0073 m^(3)。样地林分高径比、生物量、蓄积量依次为0.647~0.994、95.0~150.2 t/hm^(2)、181.2~300.9 m^(3)/hm^(2),随密度增加而升高;密度每增加100株/hm^(2),高径比、生物量、蓄积量增幅分别为0.0220、3.99 t/hm^(2)、8.37 m^(3)/hm^(2)。不同密度的林木生长指标所占比例均呈正态分布或偏正态分布。【结论】当兼顾林木高径比、单株及林分生物量和材积时,华北落叶松的合理林分密度为1100~1350株/hm^(2)。

砂土中吸力式筒形基础冲刷数值模拟分析

为研究吸力式筒形基础在砂土中单向流作用下的冲刷机理和影响因素,本文通过建立三维数值模型,利用流体体积法跟踪自由液面和嵌套网格技术手段,基于重正化群湍流模型和梅叶-彼德推移质输运公式对吸力筒基础的局部冲刷进行模拟计算。结果表明:当流速较低时,吸力筒局部冲刷经历快速冲刷-缓慢发展-冲刷平衡3个阶段;当单向流流速大于2 m/s时,局部冲刷深度出现波动变化,且流速越大,流速对于最大冲深的影响越剧烈;吸力筒露出床面的部分越多,冲刷程度越大,达到冲刷平衡也更快;吸力式三筒基础筒间距影响水流下游方向筒基础内外侧局部冲刷深度的发展。本文研究结果可为工程中的吸力筒基础的设计运行和维护提供参考。

扭转恢复对小径高比叶片气动性能的影响

利用数值模拟的方法,对比分析了径高比2.62的自由叶片级在考虑扭转恢复和不考虑扭转恢复两种工况下的气动性能。结果表明,扭转恢复对流量、余速损失、总-总效率、出口马赫数、压力反动度均有影响。对流量和余速损失影响小于0.1%;对效率、出口马赫数和反动度影响较大,分别变化+2.32%、-0.31和-0.16。

几何布置对CaCl_(2)溶液中草莓流态化速冻过程的影响

冷冻液流态化速冻(hydrofluidization quick-freezing,HF)是一种新颖且前景广阔的食品速冻技术,由于传热系数极高因而加工时间短,大大提升了产品质量。借鉴常规流态化速冻原理,设计了一种HF室。利用Fluent对单个草莓在HF室内与质量分数为30%的低温CaCl_(2)溶液的传热传质进行分析,建立了合适的数值模型来描述速冻过程中CaCl_(2)溶液与草莓的传热与溶质扩散,并通过实验验证数值计算模型的准确性。研究了草莓距孔板高度H与孔板孔口直径d的比值对HF室内的流动过程、草莓冻结速率、溶质吸收等参数的影响。结果表明,H/d越大,草莓降温速率越低;当H/d小于8.88和大于26.66时,几何参数的改变对传热效果没有显著影响;草莓中溶质的吸收主要取决于降温速率,与H/d的关联不大。因此,合理设计HF室的几何布置能够最大限度地提升速冻效果,以获得更高品质的速冻产品。

环模特性对饲料颗粒成型率影响探究试验

为提高饲料颗粒成型率和环模制粒机的制粒效率,结合生产实际,设计了三因素三水平正交试验,探究环模模孔长径比、有效高度和转速对饲料颗粒成型率的影响。结果表明:环模结构中模孔长径比对饲料颗粒成型率影响最大,其次是环模转速,环模高度对饲料颗粒成型率的影响效果最小;饲料颗粒成型率最高的优化组合方案为模孔长径比11、环模转速330 r/min、环模高度130 mm。探究结果可为后续改进制粒机结构、提高饲料颗粒质量、减少制粒机关键部件磨损、降低加工成本提供新视角和新方法。

典型中亚热带天然阔叶林各林层林木高径比分布规律

【目的】揭示典型中亚热带天然阔林各林层(包括全林和各亚层)林木高径比分布规律,为中亚热带人工阔叶林、半天然林和天然阔叶林可持续经营提供阔叶林木高径比方面的典型参照。【方法】以建瓯万木林省级自然保护区为研究区,在研究区内5个典型中亚热带天然阔叶林中分别设置50 m×50 m样地,计算典型林分各林层林木高径比平均值和标准差分析其随亚层的变化情况,运用Mann-Whitney U检验分析各亚层之间(包括第Ⅰ亚层、第Ⅱ亚层和第Ⅲ亚层间以及受光层和非受光层间)林木高径比平均值的差异显著性,利用偏度和峰度描述各林层林木高径比分布的偏离程度和离散程度,选择正态分布、Weibull分布函数对各样地各林层林木高径比分布进行拟合,并采用χ^(2)检验法检验拟合效果。【结果】综合5块样地林木高径比平均值,全林为103.1,各亚层平均值随亚层高度升高而减小,排序为第Ⅲ亚层(112.7)>第Ⅱ亚层(89.0)>第Ⅰ亚层(66.9)以及非受光层(112.7)>受光层(78.3);除4号样地第Ⅱ亚层与第Ⅲ亚层间林木高径比平均值为显著差异外,其他样地内各亚层间林木高径比平均值均为极显著差异。偏度结果表明,各林层林木高径比分布为右偏。峰度结果表明,全林、第Ⅰ亚层林木高径比分布相对较为分散;第Ⅱ亚层、第Ⅲ亚层、受光层林木高径比分布相对较为集中。运用正态分布函数拟合各林层林木高径比分布,其结果均通过卡方检验;而运用Weibull分布函数拟合较多未通过卡方检验。【结论】典型中亚热带天然阔叶林各亚层林木高径比平均值间均有极显著差异,且各亚层林木高径比平均值随亚层高度升高而减小;各林层林木高径比分布均为右偏,全林与第Ⅰ亚层林木高径比分布相对较为分散,第Ⅱ亚层与第Ⅲ亚层以及受光层林木高径比分布相对较为集中;正态分布函数对各林层林木高径比分布拟合效果较好,Weibull分布函数拟合效果不理想;典型中亚热带天然阔叶林林木高径比分布与直径分布不同,全林和第Ⅲ亚层林木高径比呈正态分布,而全林和第Ⅲ亚层直径呈反J形分布。本研究所体现的各林层林木高径比平均值和各林层林木高径比分布属于理想结构森林的林木高径比特征。

不同径高比柱状载氧体固定床CLC非均相反应及共轭传递过程的数值分析

为了解柱状载氧体的外形如何影响组分扩散与复杂间隙流动,并最终影响整体气固非均相反应性能,采用计算流体力学(CFD)方法对不同径高比的柱状载氧体的固定床化学链燃烧(CLC)过程进行了数值分析。结果表明:柱状载氧体颗粒的径高比越大,填充床反应器中气流平均速度和床层压降越大;相比于常规的圆柱载氧体颗粒,薄片状或棒状颗粒具有更大的比表面积和更短的组分扩散距离,能够缓解多孔颗粒载氧体中的内扩散限制,从而提高整体气固非均相反应速率和载氧体转化率;在相同径高比下,薄片状颗粒填充床具有更大的内扩散传质速率和对流传质速率,综合共轭传质能力更强。

预留煤柱形状对煤矿工作面稳定性的影响研究

煤矿开采过程中常需预留煤柱支撑上部岩体,预留煤柱的径高比和大小不尽相同,对工作面的稳定性影响较大。通过对煤体及煤岩组合体进行不同径高比下的单轴压缩数值模拟试验,分析煤体和煤岩组合体的力学性质及破裂过程,研究不同径高比预留煤柱对工作面稳定性的影响。结果表明:(1)随着径高比逐渐增大,煤体和煤岩组合体峰值强度同步增大,煤体先由脆性向延性转变,随后又由延性向脆性转变,煤岩组合体也由脆性破坏向延性破坏转变,延性逐渐降低;(2)随着径高比逐渐增大,煤体及煤岩组合体主要以劈裂破坏为主,且引起煤体裂纹破坏的扩展方向动态变化,煤岩组合体随煤体的劈裂破坏而破坏;(3)随着径高比逐渐增大,煤岩组合体与煤体的峰值强度差值也变大,煤体峰值轴向应变随着径高比的增大无明显变化,煤岩组合体峰值轴向应变呈一定程度增大,且当D/L=0.8时,峰值轴向应变较高。

140t铁水包底吹氩混合特性物理模拟研究

针对铁水包底吹搅拌工艺,以某厂140 t铁水包为原型,基于相似原理建立物理模型,探索了合理的混匀时间测定方法,研究了圆底及平底铁水包底吹氩的混匀特性,并考察了气量、透气砖位置及高径比对混匀特性的影响规律。提出一种合理的混匀时间测定方法,即:通过示踪流场找出混匀较慢的几个典型监测位置并测定其混匀时间,将所测数据的最大值作为本方案的混匀时间。研究结果表明:圆底铁水包中心底吹下,随吹气量增大,混匀时间整体呈减小趋势,最佳混匀气量为800 L/min,且混匀时间随高径比增加呈先增大后减小的趋势;中心底吹下,当吹气量小于200 L/min时,圆底铁水包的混匀效果要明显好于平底铁水包,当吹气量超过300 L/min后,平底与圆底铁水包的混匀效果相差不大;就本研究而言,平底铁水包中,随高径比增大,混匀效果最佳底吹位置由中心向0.33R偏移,且0.67R孔底吹的混匀效果始终最差。

生产环境恒温对培育钻石生长质量的影响

在1300℃~1350℃范围、5.6 GPa条件下使用国产六面顶压机设备,通过温度梯度法,控制合成车间温度变化幅度在±2℃之内,合成培育钻石。实验结果表明,控制车间温度恒温到25℃±2℃附近,相对于未控制车间温度时,合成培育钻石中包裹体夹杂物比例明显减少,优晶比例提高,培育钻石单产提高3.4%,且批次单块稳定性提高,生长速度相对稳定;两者所得的培育钻石晶型、高径比几乎一致。并对两种车间控温模式下合成出的培育钻石进行拉曼光谱检测,测试结果表明,两组培育钻石的拉曼峰值非常接近,金刚石的本位特征峰1332.5 cm^(-1),恒温下合成的培育钻石的拉曼半高宽数值小于未控制车间温度下合成出的培育钻石的拉曼半高宽,结晶程度相对更好。

不同高径比时软岩强度与变形尺寸效应试验研究

对2组直径约为50mm、高径比为1～2、岩性分别为贫矿和白云石大理岩的岩石样本,通过单轴压缩试验,对其尺寸效应进行研究对比。结果表明:岩石应力-应变关系曲线的曲率随高径比的增大而增大;岩石的变形模量和弹性模量随高径比的增大而呈现非线性增大;在小高径比时岩石的破裂形式较复杂,在大高径比时,呈劈裂破坏和剪切破坏;岩石的抗压强度随高径比的增大呈增大趋势。

桶形基础极限承载力特性研究

通过有限元计算,分析了不同长径比下横向和竖向承载力、载荷位移曲线以及耦合载荷作用下的极限承载力特性,并与实验结果进行了对照。结果表明:当竖向压力小于某临界值时,基础的横向极限承载力随着竖向压力的增加而增加;但是当竖向压力增大到超过该临界值以后,横向极限承载力反而会随竖向压力的增大而降低。随着长径比的增加,基础承载力,特别是横向承载力有比较明显的提高。

锻造毛坯形状优化设计的研究

近几年来 ,锻造形状优化得到了众多学者的关注。本文对单工序锻造问题的毛坯形状优化进行了研究。以毛坯高径比为优化设计变量 ,目标函数取为实际锻件超出预定理想直线部分的体积 ,以黄金分割法进行优化迭代 ,给出了目标函数的表示方法及计算表达式。并对一典型的轴对称H型锻件的毛坯形状进行了优化设计 。

混凝土芯样抗压强度尺寸效应研究

鉴于桥梁垮塌事故现场混凝土材料破碎的特点,混凝土取芯鉴别面临着尺寸效应的问题,通过对混凝土芯样尺寸效应的研究,总结分析了国内外针对非标准芯样抗压强度的换算系数,并根据破碎特点设计了针对性试验,混凝土非标准芯样抗压强度试验主要考虑准100、准67、准49、准32等4种直径范围和1.5、1.2、1.0、0.8、0.5等5种高径比范围,数据回归分析得到尺寸效应统计公式,并与相关规范做了比较,试验结果对事故鉴别和工程实践具有借鉴意义。

工模间隙率对大径厚比筒形件旋压稳定性的影响研究

应用有限元软件MARC对在不同配合间隙率条件下工件受载出现的鼓形失稳现象进行了仿真;分析了芯模与工件的间隙率对旋压鼓形的影响规律,并通过旋压实验进行验证;从而为研究大径厚比,超薄壁筒形件制造技术提供理论指导。

计算机图像识别技术检测羊绒羊毛混纺比

对进一步提高计算机图像识别技术检测羊绒和羊毛混纺比检测精度的方法进行了研究。综述了山羊绒和羊毛混纺比检测方法的研究现状,分析了现有检测方法存在的问题,探讨了影响检测精度的因素,同时提出了一种基于二元指标的新的检测方法。证明了该方法的可行性,但有待于搭建模型进一步论证。

损伤岩样强度衰减规律及其尺寸效应研究

损伤岩样的强度衰减规律是岩石力学领域的重要课题。采用一种新的方法预制损伤岩样,对其分别进行单轴和三轴压缩试验,并将结果与近似均质的完整岩样试验结果对比。结果表明,单轴压缩下,损伤岩样除劈裂破坏外还伴随有斜向断裂破坏;随围压的增大,损伤岩样容易在胶结面处出现一种新的近水平破坏。损伤岩样较完整岩样的强度衰减值,随围压的增大而增大,但增长幅度逐渐减小。根据室内试验的结果,借助于PFC数值软件,对损伤岩样单轴强度衰减的尺寸效应进行探究。研究发现,随岩样高径比的增大,单轴强度的衰减值不断减小,但减小的趋势逐渐平缓。提出单轴强度衰减的理论模型o=(a b/)(其中,为任意损伤岩样的单轴强度衰减值,o为标准损伤岩样的单轴强度衰减值,为圆柱体岩样的高径比,a和b均为材料参数),所得的理论曲线与试验值吻合得很好。计算得出损伤岩样尺寸为无穷大时,单轴强度衰减的无限趋近值R。

选择性排泥改善颗粒污泥亚硝化性能的研究

通过好氧颗粒污泥反应器160d的运行,考察了选择性分离颗粒污泥对改善短程硝化工艺长期稳定运行的有效性.反应器整个运行过程分3个阶段,在第一阶段污泥停留时间(SRT)仅通过出水中携带的污泥自行调控,SRT极高,造成颗粒污泥的解体以及短程硝化性能的恶化.阶段2和阶段3中通过排出颗粒污泥床顶部污泥,控制SRT分别为(45±5),(30±5)d,氨氧化细菌(AOB)活性有明显提升.NO2--N比累积速率由阶段1运行时的7.44mg/(g·h)上升至阶段2时的8.08mg/(g·h)和阶段3时的9.14mg/(g·h);相反,NO3--N比产生速率从3.01mg/(g·h)下降至SRT为(30±5)d时的1.54mg/(g·h);阶段3出水中亚硝化率达80%以上.以上结果表明,通过选择性分离颗粒污泥控制SRT是实现短程硝化颗粒污泥工艺长期稳定运行的一种有效调控策略.另外,分析认为反应器高径比越大以及引入与NOB竞争亚硝酸盐基质的微生物均有利于该策略的实施.

基质配比和缓释肥用量对望天树容器苗的生长效应

为了研究望天树育苗的优化方案,给育苗生产中提供理论与技术参考,采用析因试验设计方法,研究基质配比和缓释肥用量对望天树1年生容器苗生长量及其根系发育的影响。结果表明:1)随着基质中红壤土比例的降低,望天树容器苗高生长呈降低趋势,地径、生物量及根系发育等指标均呈明显先增高再降低趋势,红壤土所占比例为60%时,地径、全株生物量及根体积指标值为最大。2)随着缓释肥用量的增加,望天树容器苗苗高、地径生长表现为波动升高而后减缓的趋势,缓释肥用量为2.5kg·m-3时,容器苗高、地径和全株生物量等生长指标值均为最大。3)望天树容器苗生长对基质配比和施加缓释肥均较为敏感,但根系生长发育的缓释肥效应不够明显。4)本研究综合各因素对望天树1年生容器苗生长的主效应和互作效应,选出望天树容器育苗最佳的优化方案,即红壤土:松树皮:碳化树皮配比基质的体积比为6∶2∶2时,缓释肥用量2.5kg·m-3。

花吊丝竹立竹构件与生物量关系的研究

对大型优良丛生竹花吊丝竹(Dendrocala musminor var.amoenus)1～4a生的立竹构件与生物量的关系进行了研究。结果表明:立竹胸径与其他立竹构件间达显著(P<0.05)或极显著相关(P<0.01),立竹胸径与立竹全高(R2=0.7804,Radj2=0.7682,F=63.9525,P<0.0001)、立竹枝下高(R2=0.5017,Radj2=0.4741,F=18.13,P=0.0005)均呈线性关系,与立竹平均壁厚率呈二次多项式关系(R2=0.7728,Radj2=0.7559,F=45.9109,P<0.0001);立竹胸径、立竹全高均与器官生物量呈极显著正相关,构建了立竹胸径、立竹全高与器官生物量间的逐步回归模型,模型检验相关参数R2>0.66,F>15,P<0.0052。1～2a生立竹器官生物量由立竹胸径、立竹全高决定,3～4a生立竹器官生物量由立竹胸径决定。