基于SolidWorks的防风固沙种植一体化机器结构设计

【目的】提升植树造林效率和质量,减少人力物力成本,防止土地荒漠化问题进一步加重。【方法】设计了一种防风固沙种植一体化机器,包括机械结构设计、控制系统设计、作业流程设计、环境适应性设计;利用SolidWorks软件对防风固沙种植一体化机器进行了三维建模,并对其进行了干涉检查、有限元分析、运动仿真。【结果】在钻土装置、存储装置、运输装置、灌溉装置、覆土装置等各部件的紧密配合下,该防风固沙种植一体化机器能够在沙土上自动钻坑、栽植、灌溉、覆土,并提高种植成活率和效率,从而改善土壤质量,促进生态恢复。【结论】该防风固沙种植一体化机器在防风固沙、生态恢复、经济发展等方面都具有重要的作用,是推动沙漠治理工作的重要装备之一,应用前景广阔且社会效益显著。

煤矿风井防爆盖自动控制锁紧装置设计与应用

永安煤矿通风系统反风操作时立风井防爆盖采用传统人工操作压板式反风锁紧装置,在无准备情况下10 min内无法完成防爆盖的压紧和风机反转操作,存在严重安全隐患。针对该问题提出一种基于液压驱动和自动化控制的防爆盖自动控制锁紧装置,主要由液压驱动的防爆盖反风锁紧装置和自动控制系统组成。通过改进防爆盖的锁紧机制,实现快速、可靠的反风操作。结果表明:该防爆盖自动控制锁紧装置可远程控制实施防爆盖的压紧和风机反风操作,反风操作时间均在10 min内,符合安全规范,能够降低劳动强度,减少人工操作带来的安全风险,未发生因防爆盖压紧问题导致的通风安全事故,经济社会效益显著。

风载作用下双门式起重机风力特性研究

近年来,由大风引发的门式起重机事故时有发生,因此,研究门机风载荷有着现实的工程意义。针对两台门式起重机的风力特性问题,采用了计算流体力学方法对两台门式起重机相关特性进行了仿真研究。首先,采用Pro/E软件建立了门机的三维模型,采用ANSYS软件建立了门机的外流场,并对计算域进行了网格划分与无关性验证;然后,利用Fluent软件对单台门机进行了数值模拟,研究了单台门机在不同风向角下的气动力系数,并对比分析了《起重机设计规范》风载荷与仿真风载荷的差异;最后,只考虑门机来流方向的风载荷影响,进行了两台门机的数值模拟分析,研究了风向角与双门机间距S对门机的阻力系数、门机挡风折减系数、速度变化云图、门机压力分布的影响规律等。研究结果表明:门机所受风载荷最大值出现在45°风向;在90°风向下,双门机间距S=15 m时挡风效果最好,约有52%的风力折减;双门机的临界间距S=35 m,当S>35 m时,双门机间风力屏蔽效果被削弱直至消失;门机主梁迎风面最大压力靠近主梁两端。

横风环境下空气负氧离子测量仪设计与优化

为减少环境风引起的空气流量变化所导致的负氧离子浓度测量误差,在分析双轴圆筒轴式离子收集器内空气流量变化机理和不同防风结构的负氧离子测量仪在横风环境下的内流场分布情况的基础上,利用计算流体力学(CFD)仿真软件对各结构的防风效果进行研究,提出了一种基于防风台结构的负氧离子测量仪设计,并通过CFD仿真确定了防风台的底角及高差比等关键参数。仿真结果表明:防风台的底角的最佳取值角度为50°,高差比的最佳取值为2.5。与其他防风结构对比结果表明:所设计的防风式离子收集器在横风环境下可使管内风速变化率减小49.7%以上,且收集区域内流速均匀,满足调节极化电压提高离子浓度测量精度的流体状态要求。

喷射式风沙风洞及列车格栅防风沙试验研究

针对现有漏沙式风沙风洞和扬沙式风沙风洞的沙尘浓度在高度方向上不均匀的问题,设计一种喷射式风沙风洞试验装置,即采用喷砂机将沙尘均匀地喷射到风洞试验段,通过调节喷砂机压力来控制沙尘浓度.测试了不同风沙风洞试验段风沙浓度随高度的变化规律,结果表明,格栅不同高度的风沙浓度差异不超过10%,这说明喷射式风沙风洞在不同高度下能形成均匀的风沙面.将喷射式风沙风洞用于某列车格栅过滤效率测试,研究了格栅过滤效率随风速和风沙浓度的变化规律,结果表明,风速为6~12 m/s时,格栅过滤效率随风速和风速浓度的增加而增加.

电厂露天堆料场挡风抑尘墙效果的数值模拟

对某电厂露天堆料场设置挡风抑尘墙进行数值模拟研究,通过对料堆表面风压的考察,分析了自然风速、挡风墙高、挡风墙开孔率等对墙体挡风抑尘效果的影响。其中风速对挡风抑尘墙的效果有较显著的影响,在某一风速下,有效墙高与受保护料垛的高低有直接关系,墙高约为料垛高度的1.1～1.2倍较为合适;该电厂露天堆料场设置防风抑尘墙的最佳几何尺寸为墙长175m、墙厚4mm、墙高30m、墙开孔率为0.3～0.4。

钢铁厂露天堆料场挡风抑尘墙效果的数值模拟

对某钢铁厂露天堆料场设置挡风抑尘墙进行数值模拟研究，通过对动力阴影区覆盖面积的考察，分析了自然风速、墙高、墙开孔率及墙后建构筑物对挡风抑尘墙的挡风抑尘效果的影响。该钢铁厂露天堆料场设置防风抑尘墙的最佳几何尺寸是：墙长（L）为500m，墙厚（d）为5mm，墙高（日）为15～20m，墙开孔率（κ）为0．2～0．3，在主导风风速达到10m/s以上的大风天气能够形成有效覆盖整个料场的动力阴影区，再配以合适的喷雾洒水或喷洒化学抑尘剂等其他抑尘手段就能够非常有效地抑制料场扬尘。

防风抑尘墙在黑岱沟露天矿中的应用研究

对于大型储煤场与原煤运输系统,目前使用的方式主要有喷水降尘和挡风抑尘2种方式防尘,而挡风抑尘最适宜于北方露天矿场使用。介绍了防风抑尘网的发展状况,研究扬尘机理并通过风洞试验结论和对现场测试数据分析,阐述了防风抑尘墙的抑尘防风原理,并对其做了分类介绍。最后论述了防风抑尘墙在黑岱沟露天矿的成功运用。

京沪高速铁路南京长江大桥桥址区风特性研究

基于已有的风速观测记录 ,对京沪高速铁路南京长江大桥桥址区的风向分布进行了统计分析。针对风速观测记录的特点 ,证明了利用不同高度处月最大风速记录推算地表粗糙度系数的可行性 ,并对通过最小二乘拟合得到的地表粗糙度系数进行了统计分析。最后分别根据原始风速观测记录和基本风压分布图推算了该桥的设计基准风速。上述研究将为该桥进一步的抗风分析提供依据。

沿海地区低压架空线路防风加固技术措施探讨

近年广东沿海台风频发,严重冲击了沿线地区的低压电网,造成较大的经济损失和社会影响。但未引起各地管理部门的高度重视,对抗风措施一直没有相关的研究,造成低压架空线路的抗风技术能力不高,成为抗风的短板。

上海市沿海防护林防风效应的风洞试验

以上海市沿海防护林为研究对象,在实地监测的基础上,配合室内风洞模拟试验,对不同结构的水杉、杨树纯林以及水杉+杨树混交林的防风效应进行测试,结果表明:3种林带的风速沿垂直方向的分布大致相似,为0.9H～2.0H,风速廓线较为倾斜;而在2.0H～4.0H,风速廓线接近垂直;接近地面的薄层内,风速廓线接近水平。3种林带的风速沿水平方向的分布也大致相似,气流经林带阻挡,大部分偏离原来流线,从林带上部区域流过,只有少部分气流穿过林带而使风速降低。在疏透度为40%的条件下,随着风向与林带夹角正弦值的增大,使风速降低30%的有效防护距离显著增大。

超大口径天线结构的风振响应

为明确大型天线结构风振响应特性,以待建的110m全可动天线为研究平台,对其展开各迎风姿态下的风荷载特性分析。根据刚性模型风洞试验结果,探讨了反射面平均风压分布规律及最不利风向角。在此基础上,采用基于随机振动理论的非线性时程分析法进一步对结构的风致动力响应展开研究,总结了风振响应特性。结果表明,该结构自振频率分布密集,结构较柔,其风振响应是一个窄带过程,振动能量随着俯仰角的增大而逐渐提高,且高阶振型逐渐对风致振动有所贡献。该成果可为天线结构抗风设计提供较为全面的荷载取值参考。

挡风抑尘墙多孔介质模型分析与数值模拟

气体通过挡风抑尘墙的流动是典型的多孔介质．纯流体耦合流动，多孔介质模型能够良好的反映其工作特性。墙体的质量通量和压力降与墙体开孔率、高度及自然风速有直接的关系，随着开孔率的增大，其质量通量增大，压力降减小；随着墙体高度的增大，其质量通量也增大，压力降增大；随着自然风速的提高，其质量通量也增大，压力降增大。较适宜的墙体高度为受保护料垛高度的1．5～2倍，开孔率为0．2～0．3。

结构风工程研究的现状和展望

结构风工程问题研究是风工程学科形成的起源。经过半个世纪的发展，已经奠定了结构风工程的理论基础，可以满足一般结构的抗风设计要求。２１世纪结构长大化、高耸化以及外形复杂化的趋势使结构风工程研究面临新的挑战，需要对现行的理论和方法进行精细化的改进和发展，同时开展有效风振控制方法的研究，为解决大型复杂结构的风工程问题作好准备。

不饱和聚酯树脂/纳米ZnO挡风抑尘板的制备

以不饱和聚酯树脂为基体,以玻璃纤维毡为增强材料,加入纳米ZnO,制备了新型纳米挡风抑尘板,研究了它的力学性能和老化性能。结果表明:纳米ZnO质量分数为1.5%时,挡风抑尘板的拉伸强度为92.983 MPa,冲击强度为43.318 kJ/m2,比未加纳米ZnO时分别提高了19.62%,20.03%;纳米ZnO提高了挡风抑尘板的老化性能,经紫外光辐照200 h后,纳米ZnO质量分数为1.5%的挡风抑尘板的拉伸强度保持率比未加纳米ZnO的挡风抑尘板提高约9.08%。

古代建筑防风术之借鉴

依据对中国传统建筑防风设计思想与方法的研究,从总体规划、场地设计、建筑形式、体形变化、构造与结构等方面,提出了八点可资借鉴之处,对当代建筑的规划与设计具有一定的理论意义和应用价值。

挡风抑尘技术在火电厂煤尘治理中的应用

通过对火电厂储煤场扬尘机理的分析,论述了挡风防尘技术原理和挡风抑尘网的结构组成,对挡风板开孔率、挡风网高度、遮蔽距离等影响削减风速、抑制扬尘的主要参数进行了分析。从环境影响角度对煤尘起尘强度、煤尘地面浓度进行了计算,并对挡风抑尘技术的节能降耗效果进行分析,认为挡风防尘技术适合西北地区火电厂的煤尘治理。

不饱和聚酯挡风抑尘板阻燃性能的研究

以玻璃纤维毡为增强骨架,不饱和聚酯树脂为基体材料,选择十溴联苯醚和氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁(MH)为阻燃剂,制备挡风抑尘板,考察了单独使用十溴联苯醚和复合阻燃剂的使用对挡风抑尘板阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,十溴联苯醚的含量越大,挡风抑尘板的氧指数越大,但其拉伸强度和冲击强度却越小。当MH、ATH、十溴联苯醚联合使用时,添加复合阻燃剂的挡风抑尘板氧指数要高于单独使用十溴二苯醚时的氧指数,但拉伸、冲击强度变化不大,并可以达到消烟的目的。

变桨风力发电机组控制器优化设计

风速的随机性和风电机组控制系统的非线性导致难以获取风电机组精确的数学模型。鉴于实际的风电工程通常采用简单的比例-积分-微分(proportional integral differential,PID)控制器或比例-积分(proportional integral,PI)控制器达到输出恒定功率的控制目标,不涉及复杂的智能控制算法,在风速高于额定风速时,提出了一种基于加性分解原理的方法来规范风力发电机组变桨控制器的设计参数,将风力发电机组变桨控制问题分解为2个简单的子问题,即线性时不变主系统的追踪问题和辅系统的镇定问题。基于该原理,设计出了简单的PI控制器,并在此基础上进行了控制器优化设计,而且通过理论推导给出了该控制器的稳定性证明,最后通过仿真验证优化后的控制器能够大大增加输出功率的平稳性。这将为今后设计风力发电机组变桨控制器设计提供一定的准则。

海上风电场升压变电站设计基本要求的研究

此前我国尚没有建成的海上升压变电站,但随着我国海上风电的发展,海上风电场离岸距离越来越远、规模越来越大,为了将海上风电场发出的电能汇集并送至陆上电网,海上升压变电站将成为今后我国海上风电场必备的配套设施。文中通过海上风电场示范项目的设计研究以及863课题的专题研究,总结吸收欧洲海上变电站的经验,针对我国海上风电场升压变电站的特点,提出了海上升压变电站设计的基本要求,对工程设计具有指导作用。