非均匀风场与急流强迫的水体涡旋动力特征模拟

通过数值模拟有限区域水气界面由强迫作用驱动形成的水体涡旋及环流动力结构特征,分析非均匀风场、水体急流、两者叠加以及环境边界和地转偏向力等因子的综合影响,探讨此类水体涡旋结构和动力特征。风应力驱动的水体涡旋尺度大,相对深厚,正涡旋具有下凹表面,负涡旋具有上凸表面。水体急流驱动的涡旋形成在急流两侧,对应急流所在深度及厚度尺度相对较小,也较浅,但流速与强度均大于风场驱动的涡旋环流。地形阻挡起着引导涡旋环流走向的作用;同时在北半球地转偏向力对急流侧向负涡旋形成和强度增强更为有利。此外正涡旋对应的辐合辐散势函数强于负涡旋,有利于正涡旋区垂直上升运动强于负涡旋中垂直下沉运动。非均匀风场及水体急流两种强迫叠加作用下,涡旋数量增加、尺度减小,底层的流场形态及强度与表层差异增大。形成的水体涡旋结构呈现多种形态:深厚的整层一致;浅薄的仅维持在上层,或上下层环流相反等。风应力驱动的涡旋以正压性为主,水体急流驱动的涡旋因急流的垂直强切变而具有强的斜压性,在正斜压动能的转换中,正压性涡旋区有斜压动能向正压动能转换,斜压性涡旋区有正压动能向斜压动能转换,均有利于这两个区域正负涡旋的维持。

耗散大气中水平不均匀风场对内重力波传播的影响

采用包括耗散的射线跟踪方法 ,计算了在水平不均匀风场作用下 ,不同尺度重力波从对流层直至 2 2 0km观测高度的传播 ,结果表明 ,垂直于重力波传播方向的风以及风剪切能够引起波射线的折射 ,从而导致重力波明显偏离初始传播方向 .在强顺风场作用下 ,由于风场引起的捕获 ,大量重力波不能传播到观测高度 .由于风场引起的多普勒频移 ,小周期的重力波在弱顺风条件下能够传播到观测高度 .由于反射作用 ,强逆风场不支持周期低于约1 8min的较高频重力波的传播 .而在弱逆风作用下 ,大部分中尺度范围重力波都能够传播到观测高度 .本文统计了武汉电离层观象台的TID观测数据随热层风场的分布 ,统计结果与模拟结果符合较好 .

重力波波包在水平风场中非线性传播的数值模拟——Ⅰ.水平风场为均匀风场

采用全隐欧拉格式(FICE)对重力波波包在均匀风场中的三维非线性传播进行了数值模拟,给出了波包在三维空间中非线性传播的过程,分析了重力波的传播特性及风场对重力波传播的影响.计算结果表明:波振幅随高度的增加而增长,但比线性条件下的指数增长要慢;波包非线性传播的路径和能量传输速度不同于线性重力波理论给出的结果,非线性效应在顺风场中比在逆风场中更显著;风场会改变重力波传播的路径和速度.

重力波波包在水平风场中非线性传播的数值模拟——Ⅱ.水平风场为非均匀风场

采用全隐欧拉格式(FICE)对重力波波包在非均匀风场中的三维非线性传播进行了数值模拟,给出了波包在三维空间中非线性传播的过程,分析了重力波的传播特性及风场对重力波传播的影响.计算结果表明:波振幅随高度的增加而增长,但比线性条件下的指数增长要慢;重力波在剪切风场中非线性传播时垂直波长随高度的增加而减小.

非均匀风场对大跨度悬索桥颤振性能的影响

为研究非均匀风场对桥梁颤振稳定性的影响,以某大跨度悬索桥为工程背景,建立风速空间分布计算模型。引入脉冲响应函数和有理函数,对桥梁断面自激力建立模型,并拟合了有理函数参数。通过有限元分析软件ANSYS进行时间积分,计算出桥梁运动量,实现了颤振时域分析,并与风速均匀分布情况下桥梁颤振稳定性进行了对比。研究结果表明:风速不均匀能够显著影响桥梁发生颤振时的位移。越靠近风场中心,位移响应峰值越大。风速向跨中位置集中分布会降低桥梁的颤振稳定性。考虑风速不均匀分布能够为准确评估桥梁的颤振稳定性提供一定的依据。

基于空间均匀定常风场的人影作业高炮安全射界修正

针对37 mm人工影响天气作业高炮推导非标准气象条件下质点外弹道的计算方法,分析弹丸分别受横风和纵风影响时的弹道侧偏及射程修正。结果表明:风对高炮弹丸的运动轨迹影响较为剧烈。纵风通过影响空气阻力的大小和方向,改变弹道射程;横风影响空气阻力的方向,从而使弹道轨迹产生顺风向侧偏。在同一发射仰角下,随着风速的变化,横风引起的弹道偏程修正量和纵风引起的射程修正量呈现出近似等差数列的变化规律。通过拟合分析,得到风速、发射仰角与弹道修正量之间的关系表达式,在实际作业时,可粗略地利用该数学表达式快速估算任意风速下的弹道修正量。

基于波数-频率联合演变功率谱的一维空间非均匀脉动风场模拟

在高层建筑、大跨桥梁和大型风力发电系统等大型工程中,风荷载对结构的安全性至关重要、甚至是起控制作用的要素。因此,脉动风速场的模拟具有重要意义。谱表达方法得到了广泛的应用。但经典的谱表达方法需要对互功率谱矩阵的逐个频率点进行Cholesky分解或本征正交分解(POD),当模拟的空间点数较多时,分解效率非常低下、甚至可能出现矩阵奇异而难以实现。基于波数-频率联合功率谱或联合演变谱,不需要Cholesky分解或POD,可以方便地实现均匀或非均匀脉动风场的模拟。当模拟点为等间距点时,该方法能够使用FFT技术提高模拟效率,而当模拟点为非等间距点、不能使用FFT技术时,模拟效率依然有待提高。鉴于此,该文引入"结构化"非均匀离散方法和"舍选法"思想,建议了二维波数-频率域的非均匀离散策略,显著地提高了模拟效率。以某桥塔的一维空间非均匀脉动风场的数值模拟为例,验证了该方法的有效性。

烟片复烤机干燥区导风板对风场均匀性的影响

通过研究导风板对烟片复烤机内干燥区气流及风场均匀性的影响,提升烟片干燥过程中水分和温度的均匀性。以PROCTOR烤机为研究对象,运用风场模拟软件设计、分析和改进导风板结构,并通过风压检测装置实验验证模拟结果,得出不同导风板网孔排布对风场的影响关系,同时找到了使风场相对均匀的导风板结构。

风场均匀性对冷水机组换热器性能的影响

为解决冷水机组上单体测试性能良好的微通道换热器经常出现的性能恶化问题,本文以三种不同风道为例,研究风场均匀性与制冷剂侧之间的影响,提出换热器的换热量和制冷剂分配的相关措施,以期为相关人员提供参考。

基于提升叶片烤机干燥区风场均匀性的研究

烤机机尾片烟水分均匀性是衡量复烤加工质量的重要指标,也是后续保证长期贮存和醇化效果的决定因素。为保证成品片烟水分的稳定性,对烤机干燥区新制导风网板进行改造后的效果进行分析,结果表明:改造后干燥区气流紊乱不平衡状态、干燥气流导流分配不均、叶片干燥横向、纵向极差过大问题得到改善,干燥区风场均匀性提升,提高了烤机机尾水分左、中、右极差合格率。

台风“韦帕”风场实测及风致输电塔振动响应

给出了台风"韦帕"经过时,在典型的农村地貌上进行的多点边界层风特性以及风致输电塔振动的实测结果。基于风速数据,重点分析了风特性各项参数的空间均匀性,包括平均风速和风向、风剖面参数、湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度和脉动风谱、竖向衰减系数以及水平相干性。采集了输电塔横担和塔头塔身连接处垂直线路方向的振动加速度。基于振动数据,应用Hilbert-Huang变换(HHT)方法识别了输电塔垂直线路方向第1、2阶模态的自振频率和阻尼比。结果表明,自振频率识别结果与有限元计算结果比较接近,阻尼比识别结果远大于一般钢结构的阻尼比。

既有围合场地中建筑布局对室外风环境的影响分析

以天津市某项目为分析案例,本着"低影响开发"的原则,从多个角度分析研究了既有围合场地环境中不同建筑布局对室外风环境的影响,建议综合采用风场分布均匀性、风速舒适性区域所占比例、建筑物前后压差大于1.5 Pa的面积比例等作为评价建筑布局方案的指标。

利用单部多普勒天气雷达探测风场结构

讨论了利用单部多普勒天气雷达来探测大气中的风场结构。首先考虑了测量大气中垂直气流运动速度,然后考虑利用VAD探测方法测出水平均匀风场中水平风速随高度的分布,并在此基础上研究了各高度的径向散度和辐合辐散等。

利用Ansys软件对烟片复烤机风场分析研究

本文利用Ansys软件对烟片复烤机某一个箱体建立了网格模型,并对其风场进行分析。对网板长度3.5米和3.9米的两个尺寸进行对比。截取平面都选同一个位置的平面,分别在出口区域(挂叶片区域)截取与Y轴垂直的4个平米和网板的平面,来进行压强和速度的对比。得出导风网板长度变化及风机旋转转速对风场影响的变化趋势。

负压循环式干燥机干燥段风场分布特性

为研究负压循环式干燥机内部的风场分布情况,改善气流分布均匀性,在变径角状管的基础上开设变开孔率的布风孔。通过测量各检测点的风速值,分析当采用不同结构的角状管时,干燥段内部的风场分布情况及随测试深度变化的规律。结果表明,采用变径变开孔率的角状管,干燥段内的风速明显增加 0.1~0.3m/s,机体内部的风场趋于平稳。随着测试深度的增加,风速变化较小,而不同测量位置处的风速变化差异性也较小。同时,风速变异系数明显降低10.43% ~24.41%,布风效果良好。吧本研究为提高负压干燥机的风场均匀性提供参考,为实际生产提供了理论依据。

风选除杂工艺综述

随着卷烟制丝工艺的不断优化升级,卷烟工业客户对打后片烟工艺质量指标以及烟叶纯净度的要求也不断提高。除杂工艺是打叶复烤生产线保证片烟纯净度的关键工艺,是剔除非烟杂物的必备处理工序;打叶复烤生产线为提高产品纯净度,对非烟杂物尤其是一、二类杂物的控制要求非常严格,一、二类杂物在片烟成品中的含量必须为0。针对各类非烟杂物的特点,打叶复烤生产线一般采用全流程多方式的多点除杂工艺。风选除杂工艺是打叶复烤生产线普遍采用的非烟杂物剔除手段,其基本原理是利用风力浮选原理将比重轻于物料的碎片、麻丝、塑料等轻质杂质进行分离,以达到提高烟叶纯净度的目的。

不同坡角低矮建筑屋面局域风压极值分布规律研究

针对4种不同坡角、缩尺比为1∶20的双坡低矮房屋风洞试验刚性模型,以风向角、坡角为变量,重点研究均匀湍流风场下坡角影响双坡低矮房屋屋面区域极值风压的分布规律。研究结果表明:0°~45°风向下坡角对双坡低矮房屋屋面易损区域风压特性影响显著,60°~90°风向下不同坡角房屋易损区域风压特性变化趋势相近,其中30°坡角房屋屋面所受风荷载较小。

VVP三维风场反演方法研究

在研究了现有气象雷达三维风场反演的VVP方法的基础上,提出了一种新的基于三维风场均匀分布假设的三维风场VVP反演算法.采用提出的算法,进行了模拟风场和雷达实测风场的反演实验.按照实验结果进行了反演误差分析.理论和实验结果证明采用风场均匀分布假设的VVP方法,反演的三维风场与雷达实测的三维风场比较吻合.