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Flow field, sedimentation, and erosion characteristics around folded linear HDPE sheet sand fence: Numerical simulation study 被引量:1
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作者 ZHANG Kai ZHANG Hailong +4 位作者 TIAN Jianjin QU Jianjun ZHANG Xingxin WANG Zhenghui XIAO jianhua 《Journal of Mountain Science》 SCIE CSCD 2024年第1期113-130,共18页
Wind and sand hazards are serious in the Milan Gobi area of the Xinjiang section of the Korla Railway. In order to ensure the safe operation of railroads, there is a need for wind and sand protection in heavily sandy ... Wind and sand hazards are serious in the Milan Gobi area of the Xinjiang section of the Korla Railway. In order to ensure the safe operation of railroads, there is a need for wind and sand protection in heavily sandy areas. The wind and sand flow in the region is notably bi-directional. To shield railroads from sand, a unique sand fence made of folded linear high-density polyethylene(HDPE) is used, aligning with the principle that the dominant wind direction is perpendicular to the fence. This study employed field observations and numerical simulations to investigate the effectiveness of these HDPE sand fences in altering flow field distribution and offering protection. It also explored how these fences affect the deposition and erosion of sand particles. Findings revealed a significant reduction in wind speed near the fence corner;the minimum horizontal wind speed on the leeward side of the first sand fence(LSF) decreased dramatically from 3 m/s to 0.64 m/s. The vortex area on the LSF markedly impacted horizontal wind speeds. Within the LSF, sand deposition was a primary occurrence. As wind speeds increased, the deposition zone shrank, whereas the positive erosion zone expanded. Close to the folded corners of the HDPE sand fence, there was a notable shift from the positive erosion zone to a deposition zone. Field tests and numerical simulations confirmed the high windproof efficiency(WE) and sand resistance efficiency(SE) in the HDPE sand fence. Folded linear HDPE sheet sand fence can effectively slow down the incoming flow and reduce the sand content, thus achieving good wind and sand protection. This study provides essential theoretical guidance for the design and improvement of wind and sand protection systems in railroad engineering. 展开更多
关键词 Folded linear HDPE sheet sand fence Numerical simulation flow field characteristics Protection benefits
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Field Measurements of Influence of Sand Transport Rate on Structure of Wind-sand Flow over Coastal Transverse Ridge 被引量:10
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作者 DONG Yuxiang S L NAMIKAS +1 位作者 P A HESP MA Jun 《Chinese Geographical Science》 SCIE CSCD 2008年第3期255-261,共7页
The structure of wind-sand flow under different total sand transport rates was measured with field vertical anemometer and sand trap on the crest of typical coastal transverse ridge in Changli Gold Coast of Hebei Prov... The structure of wind-sand flow under different total sand transport rates was measured with field vertical anemometer and sand trap on the crest of typical coastal transverse ridge in Changli Gold Coast of Hebei Province, which is one of the most typical coastal aeolian distribution regions in China and famous for the tall and typical coastal transverse ridges. The measurement results show that, on the conditions of approximate wind velocities and same surface materials and environments, some changes happen to the structure of wind-sand flow with the increase of total sand transport rate on the crest of coastal transverse ridge. First, the sand transport rates of layers at different heights in the wind-sand flow increase, with the maximum increase at the height layer of 4-8cm. Second, the ratios of sand trans-port rates of layers at different heights to total sand transport rate decrease at the low height layer (0-4cm), but increase at the high height layer (4-60cm). Third, the distribution of the sand transport rate in the wind-sand flow can be expressed by an exponential function at the height layer of 0-40cm, but it changes from power function model to ex-ponential function model in the whole height layer (0-60cm) and changes into polynomial function model at the height layer of 40-60cm with the increase of total sand transport rate. Those changes have a close relationship with the limit of sand grain size of wind flow transporting and composition of sand grain size in the wind-sand flow. 展开更多
关键词 sand transport rate coastal transverse ridge structure of wind-sand flow field measurement
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Numerical simulation on flow field,wind erosion and sand sedimentation patterns over railway subgrades 被引量:2
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作者 ZHANG Kai ZHAO Li-ming +3 位作者 ZHANG Hai-long GUO Ao-jun YANG Bo LI Sheng 《Journal of Mountain Science》 SCIE CSCD 2022年第10期2968-2986,共19页
The railway subgrades in the sandy areas act as an obstacle interfering wind-blown sand,causing sand erosion and sedimentation,which can disrupt the safe and stable operation of the railway system.Most previous studie... The railway subgrades in the sandy areas act as an obstacle interfering wind-blown sand,causing sand erosion and sedimentation,which can disrupt the safe and stable operation of the railway system.Most previous studies mainly focus on the flow field around railway subgrades,however,the real erosion and sedimentation patterns are rarely studied.This study aims to analyze the erosion and sand sedimentation patterns of wind-blown sand over the subgrades with different heights and steel rails using the ratio of the wall shear stress to the critical value of erosion shear stress.Results show that wind erosion near the top of the upwind slope of the embankment and the shoulder on the upwind side are more severe,and the severity increases with an increase in the height of the embankment.With the increase of wind velocity,sand sedimentation both on the windward and leeside of the subgrade decreases and wind erosion by reverse flow occur.This study indicates that railways in sandy areas should be constructed with a moderate subgrade height(4 m). 展开更多
关键词 Numerical simulation flow field Wind erosion sand sedimentation Railway subgrades Subgrade height
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Progress on research and mitigation of wind-blown sand risk in Dunhuang Singing Sand Mountain and Crescent Spring Scenic area,China 被引量:1
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作者 BenLi Liu KeCun Zhang +6 位作者 JianJun Qu HaiJiang Li QingHe Niu ZhiShan An YingJun Pang LiHai Tan GenSheng Yang 《Research in Cold and Arid Regions》 CSCD 2023年第3期113-121,共9页
The Singing Sand Mountain and Crescent Spring Scenic Spot in Dunhuang,Northwest China is a world-renowned desert attraction that is also an integral component of the Dunhuang UNESCO Global Geopark.This scenic area und... The Singing Sand Mountain and Crescent Spring Scenic Spot in Dunhuang,Northwest China is a world-renowned desert attraction that is also an integral component of the Dunhuang UNESCO Global Geopark.This scenic area underwent a 30-year transformation,i.e.,from a severe sand risk with spring water threatened by sand burial due to dune deformation,to restoration of the original sand flow field and mitigation of the sand burial problem.The current paper summarizes the research on the intensive monitoring of the dynamic change of star dunes near the spring,observation of wind and sand flow movement,and then restoring the harmonic vibration of the sand particles(singing sand)that were previously silenced.The existing and prospective impacts of anthropogenic and natural forces on the deformation of the sand dunes are investigated by integrated methods,guiding the implementation of mitigating measures with significant ameliorative effects.Contrast to common sand control practices that aim to reduce wind speed and stop blown sands,our research highlights the importance of maintaining the natural wind flow field in stabilizing surrounding dunes.These mitigation measures consist of removing excessive vegetation and newly constructed buildings to recover the original wind flow field and sand transport activity.Such research and mitigation efforts ensure the scientific protection and restoration of the special desert landform,and contribute to the mutual enhancement of the conservation and exploitation of this desert scenic spot and similar sites. 展开更多
关键词 Singing sand Mountain Crescent Spring wind-blown sand problem Wind flow field Star dune
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Wind tunnel test on the effect of metal net fences on sand flux in a Gobi Desert, China 被引量:20
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作者 WANG Tao QU Jianjun +2 位作者 LING Yuquan XIE Shengbo XIAO Jianhua 《Journal of Arid Land》 SCIE CSCD 2017年第6期888-899,共12页
The Lanzhou-Xinjiang High-speed Railway runs through an expansive windy area in a Gobi Desert, and sand-blocking fences were built to protect the railway from destruction by wind-blown sand. However, the shielding eff... The Lanzhou-Xinjiang High-speed Railway runs through an expansive windy area in a Gobi Desert, and sand-blocking fences were built to protect the railway from destruction by wind-blown sand. However, the shielding effect of the sand-blocking fence is below the expectation. In this study, effects of metal net fences with porosities of 0.5 and 0.7 were tested in a wind tunnel to determine the effectiveness of the employed two kinds of fences in reducing wind velocity and restraining wind-blown sand. Specifically, the horizontal wind velocities and sediment flux densities above the gravel surface were measured under different free-stream wind velocities for the following conditions: no fence at all, single fence with a porosity of 0.5, single fence with a porosity of 0.7, double fences with a porosity of 0.5, and double fences with a porosity of 0.7. Experimental results showed that the horizontal wind velocity was more significantly decreased by the fence with a porosity of 0.5, especially for the double fences. The horizontal wind velocity decreased approximately 65% at a distance of 3.25 m(i.e., 13 H, where H denotes the fence height) downwind the double fences, and no reverse flow or vortex was observed on the leeward side. The sediment flux density decreased exponentially with height above the gravel surface downwind in all tested fences. The reduction percentage of total sediment flux density was higher for the fence with a porosity of 0.5 than for the fence with a porosity of 0.7, especially for the double fences. Furthermore, the decreasing percentage of total sediment flux density decreased with increasing free-stream wind velocity. The results suggest that compared with metal net fence with a porosity of 0.7, the metal net fence with a porosity of 0.5 is more effective for controlling wind-blown sand in the expansive windy area where the Lanzhou-Xinjiang High-speed Railway runs through. 展开更多
关键词 wind-blown sand wind tunnel experiment porous fence flow field sediment flux density Lanzhou-Xinjiang High-speed Railway Gobi Desert
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鄂尔多斯盆地大牛地气田二叠系山西组砂体叠置模式及油气开发意义 被引量:2
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作者 雷涛 莫松宇 +5 位作者 李晓慧 姜楠 朱朝彬 王桥 瞿雪姣 王佳 《岩性油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期147-159,共13页
河流相砂体储层构型对致密砂岩中相对优质储层的分布规律和天然气开发具有重要意义。通过野外地质剖面和钻井岩心观察,结合测井、录井和岩心分析测试资料,对鄂尔多斯盆地大牛地气田大12井区二叠系山西组致密砂岩的砂体构型要素、叠置模... 河流相砂体储层构型对致密砂岩中相对优质储层的分布规律和天然气开发具有重要意义。通过野外地质剖面和钻井岩心观察,结合测井、录井和岩心分析测试资料,对鄂尔多斯盆地大牛地气田大12井区二叠系山西组致密砂岩的砂体构型要素、叠置模式及油气开发意义进行了研究。研究结果表明:(1)鄂尔多斯盆地大牛地气田大12井区二叠系山西组发育六级复合辫流带和五级单一辫流带,其中单一辫流带包括河床(分流河道)和河漫共2个四级构型单元,河道内单个心滩沉积包含有三级增生体和落淤层;(2)辫状河三角洲平原五级单一辫流带中的四级泛滥平原沉积较辫状河河漫沉积更加发育,辫状河心滩沉积中落淤层欠发育;(3)山西组上部山2-2亚段辫状河单一辫流带内砂体呈“河道-心滩”连续沉积,泥质不发育,砂体叠置程度高(多呈复合式叠置)、连通性好,优质储层多;(4)山西组中下部山1段和山2-1亚段三角洲平原沉积中,西部河道连片性好,砂体以复合式和侧拼式叠置样式为主,连通性和生产效果均较好,东部砂体多为孤立式和侧接式,砂体钻遇率低,单井产量差。 展开更多
关键词 砂体构型 三角洲平原 辫状河 辫流带 山西组 二叠系 大12井区 大牛地气田 鄂尔多斯盆地
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乌玛高速公路穿沙试验段风况特征及流场分布规律 被引量:2
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作者 刘志博 韩峰 +2 位作者 李良英 尹文华 倪国庆 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期62-70,共9页
为探究乌玛高速公路穿沙段风沙活动规律,明晰道路周围风力环境与积沙形成机理,从而为道路提供科学防沙依据,在腾格里沙漠腹地乌玛高速正线附近修建一条长0.5 km的无防护同向试验段公路,通过现场试验量测并辅以计算流体力学(CFD)数值模拟... 为探究乌玛高速公路穿沙段风沙活动规律,明晰道路周围风力环境与积沙形成机理,从而为道路提供科学防沙依据,在腾格里沙漠腹地乌玛高速正线附近修建一条长0.5 km的无防护同向试验段公路,通过现场试验量测并辅以计算流体力学(CFD)数值模拟,在分析风动力环境特征的基础上,对路基周围风沙流场结构及积沙规律进行研究。结果表明:(1)道路区段内风向受季节影响较大,年均起沙风速约为6.26 m/s,主导风向WSW方向,占比11.03%,观测期间风速5 m/s以上起沙日数270 d,占全年日数73%,其中风速大于10.8 m/s的强风天气为47 d,占全年日数13.1%。(2)试验区全年沙物质主要由西向东方向输移,春季和夏季输沙环境最强烈,所测风沙流主方向与道路走向呈52°夹角,道路沿线沙害主要发生在西侧。(3)路基周围风速流场内水平速度呈“M”状变化,最大风速集中在沙丘顶部,当沙丘处于道路迎风侧时,风沙流最易在路基与沙丘交界处形成积沙,且沙丘会沿主风向移动掩埋路基;当沙丘处于道路背风侧时,路基背风侧积沙较明显,受多风向影响,路基表面也存在少量积沙,模拟结果与现场观测具有较好的一致性。强劲的风力环境和丰富的沙源是乌玛高速沙害形成的天然条件,防沙工程应着重对沿线西侧设置,增大地表粗糙度控制沙丘流动,进而降低风沙活动对公路危害。 展开更多
关键词 道路工程 公路沙害 流体模拟 风沙活动 流场分布
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双排高立式尼龙网阻沙障与草方格固沙障的优化配置及防沙效益 被引量:2
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作者 王茂林 宋玲 +2 位作者 刘杰 王云飞 井文云 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期368-377,共10页
[目的]针对双排高立式尼龙网阻沙障与草方格固沙障联合应用,开展风洞试验研究,以优化联合沙障中尼龙网阻沙障孔隙度配置及探究各孔隙度下联合沙障的防沙效益。[方法]基于风洞模拟试验数据,开展不同孔隙度(40%,45%,55%)联合沙障,在不同... [目的]针对双排高立式尼龙网阻沙障与草方格固沙障联合应用,开展风洞试验研究,以优化联合沙障中尼龙网阻沙障孔隙度配置及探究各孔隙度下联合沙障的防沙效益。[方法]基于风洞模拟试验数据,开展不同孔隙度(40%,45%,55%)联合沙障,在不同风速下的风速流场、空气动力学粗糙度、摩阻风速、输沙率随高度和阻沙率方面的变化特征研究。[结果](1)相同风速下尼龙网阻沙障孔隙度40%时,联合沙障弱风区面积最大;(2)随着尼龙网阻沙障孔隙度的增大,空气动力学粗糙度和摩阻风速减小,相同风速和相同位置时,40%孔隙度下联合沙障空气动力学粗糙度和摩阻风速值最大;(3)风速增加地表输沙率也增加,联合沙障内部与背风侧输沙率随高度增加呈指数型递减,输沙主要集中在0~12 cm高度内;(4)风速大小与沙障阻沙率呈现负相关变化;阻沙率与孔隙度之间也呈负相关关系,孔隙度为40%的联合沙障具有较高阻沙率;双排高立式尼龙网阻沙措施与草方格固沙措施联合之间还存在阻沙率叠加。[结论]40%孔隙度的双排高立式尼龙网和草方格的阻固联合可以实现较优的配置与防沙效益。 展开更多
关键词 流场结构 孔隙度 空气动力学粗糙度 摩阻风速 输沙率 阻沙率
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风沙环境下内燃机车内部沙相分布特性分析
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作者 钟元木 曾雪莲 +5 位作者 李景涛 周伟 姜琛 汤鑫 龙金兰 洪晨 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期235-242,共8页
为了研究阿联酋机车在不同横风风速情况下的风沙环境中以200 km/h的速度运行时,进入车厢的沙粒在车厢内的分布情况,利用计算流体动力学软件STAR-CCM+对其进行数值模拟计算。仿真均采用0.01 mm的沙粒粒径,得到沙粒在机车内部的流动情况... 为了研究阿联酋机车在不同横风风速情况下的风沙环境中以200 km/h的速度运行时,进入车厢的沙粒在车厢内的分布情况,利用计算流体动力学软件STAR-CCM+对其进行数值模拟计算。仿真均采用0.01 mm的沙粒粒径,得到沙粒在机车内部的流动情况。计算结果表明,机车在风沙环境下运行时车厢内部受到的压力和流场速度都增大;而随风沙流进入车厢内的沙粒数量随着横风风速的增大而减少,由于入射角的差别,风速在15 m/s时进入车厢内的沙粒数量略少于其他工况。沙粒进入车厢内易产生堆积,主要发生在发动机、柴油机和制动气缸处,均靠近冷却室,因此在机车运行时,应注意这些设备的防护,且为了针对性地对设备进行防护,可以尝试设计改变冷却室位置,减少堆积。 展开更多
关键词 机车 风沙 流场 空气动力学 横风
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猫头刺盾状移动式固沙障防沙效应风洞模拟试验研究
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作者 陆文赋 屈建军 +4 位作者 赵爱国 朱志昊 王磊 李敏岚 孟晨 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2024年第3期84-92,共9页
[目的]猫头刺盾状移动式固沙障是运用仿生学原理,由盾状铁网筛与上方扎制固沙灌木猫头刺(Oxytropis aciphylla)茎叶构成的一种新型固沙障。对猫头刺盾状移动式固沙障的防风固沙效应进行试验,以确定最佳固沙障类型,并揭示其防风固沙机理... [目的]猫头刺盾状移动式固沙障是运用仿生学原理,由盾状铁网筛与上方扎制固沙灌木猫头刺(Oxytropis aciphylla)茎叶构成的一种新型固沙障。对猫头刺盾状移动式固沙障的防风固沙效应进行试验,以确定最佳固沙障类型,并揭示其防风固沙机理,为野外工程防沙措施的选择和制定提供理论依据。[方法]通过风洞模拟试验,在6,10,14,18 m/s 4个风速条件下测量了猫头刺盾状移动式固沙障的风速流场,并在10,14,18 m/s 3个风速条件下对该固沙障进行了携沙风吹蚀试验。对照分析了原位自然型与不同类型,不同大小仿生猫头刺盾状移动式固沙障的防风沙效应。[结果](1)气流在经过猫头刺盾状移动式固沙障时速度均会减弱,形成明显的减速区。在6 m/s时,减速沉降区均达到了20 H(H为沙障高度,H=11 cm);随着风速增加,减速沉降区缩小。风速10与14 m/s时,减速沉降区为15 H;且在风速18 m/s时,也能维持15 H的减速沉降区。(2)3种风速梯度下,猫头刺盾状移动式固沙障的平均输沙量是无沙障的13.8%(10 m/s风速),21.1%(14 m/s风速),23.4%(18 m/s风速)。[结论]结构完整,直径更大的猫头刺盾状移动式固沙障具有最好的防风沙效果。该移动式仿生固沙障防风沙效果好,可移动,可组合并可机械化编制,在防治荒漠化、防风固沙领域有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 风洞模拟 猫头刺 盾状 移动式固沙障 流场 风速廓线
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渗流条件下滨海地层人工冻结多场耦合理论模型
11
作者 朱紫义 任磊 +4 位作者 高国耀 郭伟 任宇晓 冯守中 祝显鹏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期171-176,共6页
采用Navier-Stokes方程考虑流体动量守恒对渗流过程的影响,建立了考虑渗流对滨海砂土地层人工冻结过程影响的水-盐-热-力学理论模型。理论模型的计算结果与试验吻合良好,验证了所提模型的准确性。通过参数分析,探讨了渗流速度对冰、盐... 采用Navier-Stokes方程考虑流体动量守恒对渗流过程的影响,建立了考虑渗流对滨海砂土地层人工冻结过程影响的水-盐-热-力学理论模型。理论模型的计算结果与试验吻合良好,验证了所提模型的准确性。通过参数分析,探讨了渗流速度对冰、盐空间分布的影响。研究发现,渗流削弱了冻结效果,随着渗流速度从0 m/d增加到10 m/d,冻结管左右两侧的土体位移降低了23.1%;冻结管左右两侧的结冰范围缩减了37.8%;冻结管左右两侧的盐分的析出范围缩减了42.7%;砂层上游的吸附盐突变位置向下游移动了52%,下游的吸附盐突变位置向下游移动了32%。 展开更多
关键词 人工冻结 冻结管 渗流 砂地层 多场耦合
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腾格里沙漠光伏阵列对气流场和风沙流的扰动作用
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作者 张呈春 张维福 +2 位作者 展秀丽 董智今 马思怡 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2024年第4期55-65,76,共12页
[目的]研究腾格里沙漠光伏(PV)阵列扰动下的近地层气流场与风沙流结构特征,评估光伏阵列的防风固沙效果,为沙漠地区风沙灾害治理和生态环境可持续发展提供理论支撑。[方法]采用梯度风速观测设备,实地观测光伏阵列(电板前沿、电板后沿和... [目的]研究腾格里沙漠光伏(PV)阵列扰动下的近地层气流场与风沙流结构特征,评估光伏阵列的防风固沙效果,为沙漠地区风沙灾害治理和生态环境可持续发展提供理论支撑。[方法]采用梯度风速观测设备,实地观测光伏阵列(电板前沿、电板后沿和阵列间中线)和对照点的风速垂直分布、风速流场和风沙流结构,对比分析电站内外不同位置的气流场与输沙特征。[结果](1)电站内整体风速呈现降低特点,阵列间与电板后沿平均风速随高度上升而增加,电板前沿平均风速随着高度增加呈先降低后增加的趋势。(2)(1)草方格观测断面。电板前沿出风口处的风速明显增加,电板后沿进风口和阵列间中线100 cm以下的风速降低;(2)风蚀坑观测断面。光伏电板150 cm以下的风速降低,阵列间的风速脉动变化明显;(3)砾石观测断面。风速相对变化率与风速流场格局稳定,电板后沿150 cm以上部分风速增加。平均防风效果:砾石>草方格。(3)输沙量表现为:电板前沿>电板后沿>阵列间中线;流动沙丘参照点(上风向)与电板前沿λ(风沙流结构特征值)呈饱和状态,电板后沿和阵列间λ呈非饱和状态。[结论]与流动沙丘相比,光伏阵列扰动了风速流场格局,风速脉动和湍流度发生变化,输沙量明显下降,固沙效益明显。 展开更多
关键词 光伏阵列 风速流场 风速脉动 风沙流结构 腾格里沙漠
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风滚植物高立式沙障防风效应研究
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作者 苏宇 袁立敏 +3 位作者 党晓宏 蒙仲举 辛静 郭强 《内蒙古林业科技》 2024年第3期7-13,共7页
“风滚”扩散是植物种子传播与个体扩张的重要形式,具有重要生态学意义。草地、沙地均存在大量的风滚植物,冬春季在气流作用下运动并堆停在各种障碍物周围,其中,网围栏拦截形成风滚植物障体较为常见,此类障体对过境风沙也会产生明显的... “风滚”扩散是植物种子传播与个体扩张的重要形式,具有重要生态学意义。草地、沙地均存在大量的风滚植物,冬春季在气流作用下运动并堆停在各种障碍物周围,其中,网围栏拦截形成风滚植物障体较为常见,此类障体对过境风沙也会产生明显的阻挡作用。为探究风滚植物障体的防风效应,本研究模拟了网围栏拦截不同数量的风滚植物,设计了具有密、中、疏3种疏透度的风滚植物高立式沙障(障高H为1 m),通过野外试验研究了防风效能、风沙动力学粗糙度及风速流场特征,并探索了高度、疏透度等沙障工程参数对防风效益的影响,为防沙治沙新方法与新技术应用提供参考。结果表明(:1)风滚植物高立式沙障能够影响周边风场特征,可影响至障后7 H距离、0~90 cm高度范围(;2)密、中、疏3种沙障均能够显著降低过境风速强度,具有较好的防风效能。3种沙障风速最小值均出现在障后3 H距离处,但随着疏透度的减小,沙障防风效能呈现增加的趋势,防风效能最高值出现在密型沙障后10 cm处,可达到50%。(3)密、中、疏3种沙障均能够增加地表粗糙度,3种沙障整体上呈现密型>中型>疏型的趋势,粗糙度最大值出现在密型沙障,可达2.97 cm。风滚植物高立式沙障能有效对过境风速产生影响,具有很好的防风效应,能够为防沙治沙应用提供参考。 展开更多
关键词 沙障 透风程度 风速流场 毛乌素沙地
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冷冻砂型数控加工气动辅助精确排砂方法
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作者 刘亲将 单忠德 +2 位作者 杨浩秦 施建培 梁校 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期712-722,共11页
在冷冻砂型数控(Computerized numerical control,CNC)加工过程中,有效排出切削砂坯产生的砂粒是确保砂型成形质量的关键技术之一。本文基于计算流体力学方法,对环绕阵列式射流喷吹的排砂方式进行了数值模拟,分析了射流流量、靶距、俯... 在冷冻砂型数控(Computerized numerical control,CNC)加工过程中,有效排出切削砂坯产生的砂粒是确保砂型成形质量的关键技术之一。本文基于计算流体力学方法,对环绕阵列式射流喷吹的排砂方式进行了数值模拟,分析了射流流量、靶距、俯角和口径对型腔周围流场的影响。设计数控加工正交实验并对排砂率进行了极差分析,验证了仿真的结果。研究表明,环绕阵列式高速射流在刀具柱面和型腔壁面上会形成稳定贴附,输送砂粒的主要区域为射流在型腔壁面形成的“排砂区”。仿真与实验结果均表明最佳排砂工艺参数为射流流量30 L/min、靶距45 mm、俯角65°和口径2 mm,其中射流流量的影响最为显著,其次是射流喷嘴口径、俯角和靶距。本文结果可为排砂装置及工艺参数优化提供指导。 展开更多
关键词 冷冻砂型 排砂工艺 射流流场 排砂率 精确排砂
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风沙流及建筑物风沙荷载的研究进展与展望 被引量:9
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作者 黄斌 李正农 +3 位作者 丛顺 周利芬 陈策 回忆 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期9-19,共11页
我国西、北部地区风沙对建筑物侵袭严重,其作用效应大于净风荷载作用。但我国对于建筑物抗风沙设计理论及设计方法的研究相对较少,开展对风沙流及建筑物风沙荷载研究具有重要的理论与工程意义。简要回顾了风沙流的研究历史,概述了国内... 我国西、北部地区风沙对建筑物侵袭严重,其作用效应大于净风荷载作用。但我国对于建筑物抗风沙设计理论及设计方法的研究相对较少,开展对风沙流及建筑物风沙荷载研究具有重要的理论与工程意义。简要回顾了风沙流的研究历史,概述了国内外对输沙通量垂线分布、输沙率模型、临界起沙风速、风速轮廓线规律和风沙两相流模型等物理参数模型以及建筑物风沙荷载的研究进展;总结了目前风沙两相流和建筑物风沙荷载研究中存在的问题;最后,提出了综合应用风沙现场实测、风沙风洞试验和数值模拟方法开展建筑物风沙荷载和风沙流场研究的发展展望。 展开更多
关键词 建筑物 风沙流 风沙荷载 现场实测 风洞试验 数值模拟
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基于空气动力学的沙袋沙障气流场模拟 被引量:26
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作者 李锦荣 孙保平 +3 位作者 高永 王同顺 郭建英 赵岩 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期749-752,共4页
以空气动力学为理论基础,借助流体力学软件Fluent,对不同规格沙袋沙障近地表气流、风速廓线和防风效能等进行了模拟分析.结果表明:各监测断面风速廓线在距地表高度h≤0.5m时,变化差异较小;在h=0.5~2.0m高度范围内,风速呈递减趋势.近地... 以空气动力学为理论基础,借助流体力学软件Fluent,对不同规格沙袋沙障近地表气流、风速廓线和防风效能等进行了模拟分析.结果表明:各监测断面风速廓线在距地表高度h≤0.5m时,变化差异较小;在h=0.5~2.0m高度范围内,风速呈递减趋势.近地表气流出现3个明显分区:加速上升区,低速下沉区和低速回流区,分别位于沙障防护工程的前上方、防护区上方和障格内.在低速回流区形成两个水平轴涡流,涡流中心流速最小.h=0.5m处成为沙袋沙障的风速分界点,h=0~0.5m时,沙障高度是风速主要影响因素;h=0.5~2.0m时,沙障规格是风速主要影响因素,2m×2m规格沙障效益显著. 展开更多
关键词 沙袋沙障 气流场 风速廓线 防护效益 FLUENT
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土工格栅沙障防风积沙效应风洞模拟实验 被引量:27
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作者 董智 李红丽 +2 位作者 汪季 丁国栋 孙保平 《中国水土保持科学》 CSCD 2007年第1期35-39,共5页
模型按1∶10比例设计,在71、5和20m/s的实验风速下,对不同规格和孔隙度的土工格栅沙障模型进行风洞模拟实验,测定其防风与积沙效应。结果表明:不同规格格栅沙障的风速流场趋势相同,在障前、障中和障后形成4个减速区和3个加速区。障前、... 模型按1∶10比例设计,在71、5和20m/s的实验风速下,对不同规格和孔隙度的土工格栅沙障模型进行风洞模拟实验,测定其防风与积沙效应。结果表明:不同规格格栅沙障的风速流场趋势相同,在障前、障中和障后形成4个减速区和3个加速区。障前、障后风速降低是土工格栅沙障防沙的主要机制;障中的增速区是引起沙障中部不积沙或少积沙的诱因。格栅沙障因障间互相连接而增强了防护功能,使得流沙被有效地控制在体系内部。同一规格的沙障,障内积沙厚度随着风速的增大而增大,随着距沙源距离的增加而减小。不同规格的沙障,障内积沙厚度随着规格的增大而减小,随着孔隙度的增大而减小。不同风速下,不同规格沙障间积沙厚度差异显著。从积沙厚度和防沙目的分析,10cm×10cm规格的沙障积沙效应最好,10cm×20cm次之,20cm×20cm最差。在设计与设置沙障时需要考虑成本、防护目的和沙源等多方面的因素。 展开更多
关键词 土工格栅 沙障 风洞实验 流场结构 防风积沙效应 孔隙度
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海岸横向沙脊表面风沙流结构的野外观测研究 被引量:29
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作者 董玉祥 P A Hesp +1 位作者 S L Namikas 马骏 《地理科学》 CSCD 北大核心 2008年第4期507-512,共6页
选择中国规模最大、形态最为典型的河北昌黎黄金海岸的横向沙脊,采用野外梯度风速仪和平口式积沙仪对其顶部的风沙流结构进行了观测。观测结果表明,海岸横向沙脊表面的风沙流结构特征基本表现为0~40cm高程内气流搬运的沙尘物质浓度... 选择中国规模最大、形态最为典型的河北昌黎黄金海岸的横向沙脊,采用野外梯度风速仪和平口式积沙仪对其顶部的风沙流结构进行了观测。观测结果表明,海岸横向沙脊表面的风沙流结构特征基本表现为0~40cm高程内气流搬运的沙尘物质浓度或质量随高度递减并符合指数分布,20~60cm高程内符合幂函数分布,40~60cm高程内输沙量与高度之间则为多项式函数关系。同时,海岸横向沙脊表面的风沙流结构受风速与总输沙量的影响较大,随风速增大或总输沙量的增加,风沙流下层输沙量相对减少、上层则相应增加。 展开更多
关键词 海岸横向沙脊 风沙流结构 野外观测
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金字塔沙丘形成的动力条件分析 被引量:8
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作者 凌裕泉 刘绍中 +1 位作者 吴正 李长治 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 1997年第2期112-118,T001,共8页
金字塔沙丘(或星状沙丘)形成的动力条件主要有三个方面:一是在非沙质床面的气流场辐合区,一般具有三个以上近似均布的主风向,各主风向的风力强度、出现频率及持续时间不尽相同,但年总输沙能力较为接近,而且月输沙能力具有明显的... 金字塔沙丘(或星状沙丘)形成的动力条件主要有三个方面:一是在非沙质床面的气流场辐合区,一般具有三个以上近似均布的主风向,各主风向的风力强度、出现频率及持续时间不尽相同,但年总输沙能力较为接近,而且月输沙能力具有明显的季节变化;二是不太充裕的沙源和高浓度不饱和风沙流;三是不同尺度地形条件的动力作用,和沙漠与戈壁下垫面的热力影响。在沙质床面,往往由于高浓度饱和或过饱和风沙流的作用,导致新月形沙丘或新月形沙丘链的变态,或重新组合成金字塔状的沙丘形态,但不可能发育为典型的金字塔沙丘。 展开更多
关键词 金字塔沙丘 风沙流 气流场辐合区 动力条件
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不同沙埋程度下带状沙障的防风固沙效果研究 被引量:16
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作者 袁立敏 黄海广 +1 位作者 闫德仁 胡小龙 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第16期172-179,共8页
沙障在防护过程中,易发生沙障沙埋现象。为了对比分析不同沙埋程度下沙障的防风固沙效果差异,该文通过风洞模拟和野外试验相结合的方法,研究了沙袋沙障在裸露、浅埋、深埋3种状态下,防护区近地层风流场、输沙通量等风沙运动规律,并以未... 沙障在防护过程中,易发生沙障沙埋现象。为了对比分析不同沙埋程度下沙障的防风固沙效果差异,该文通过风洞模拟和野外试验相结合的方法,研究了沙袋沙障在裸露、浅埋、深埋3种状态下,防护区近地层风流场、输沙通量等风沙运动规律,并以未设置沙障的流沙区作为对照,明确了沙埋过程中沙障的防风固沙效果变化规律。结果表明,沙障在经历裸露至深埋过程中:1)对过境气流的防护距离、防护高度逐渐减小,近地层风速廓线变化趋势与对照相同,并逐渐服从对数函数;2)沙障防护区输沙分布高度显著降低(P<0.01),输沙分布高度由42 cm(裸露)降低至34 cm(浅埋),最终降至28 cm(深埋),而对照的输沙分布高度为24 cm;3)近地层输沙率分布曲线逐渐服从对数函数,0~50 cm高度范围输沙量也呈现递增趋势;4)3种埋设深度野外试验说明,经过两个风季后,裸露、浅埋、深埋的沙袋沙障防护区土壤风蚀呈现降低趋势,风蚀深度分别比对照降低了18.53%、72.97%、80.40%。研究可以为沙障高度优化及应用技术提升提供理论依据。 展开更多
关键词 土壤 侵蚀 沙障 风蚀 风速流场 风速廓线 输沙量
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