山区高速公路不同深度路堑的积雪堆积规律

山区高速公路在风雪气象条件下极易形成较为严重的风吹雪灾害,造成雪阻和断通,其中路堑深度对路面积雪产生重要影响,但现在具有针对性的研究较少。利用大缩尺比(1∶10)的现场模型试验方法,分析了8 m深度全路堑周围的风速和积雪分布规律。使用现场模型试验结果验证数值模型,并进一步研究了不同深度全路堑、迎风半路堑和背风半路堑周围风场以及积雪沉积的形成机理。结果表明:风吹雪作用下,路堑内风速与雪深变化趋势呈负相关;全路堑以及背风半路堑的深度在小于和大于2 m时,路面积雪的主控因素分别为中央分隔带护栏和路堑边坡;迎风半路堑的深度与路面积雪堆积量之间呈正比关系,路堑边坡是影响路面积雪的主导因素,也可采用分离式路基断面形式减少路面的积雪沉积量及雪害的危害程度。研究成果可为风吹雪多发区高速公路路堑的设计和雪害防治提供有益参考。

高紫外反射率雪地型多频谱伪装面料研发

伪装网是用于遮盖武器装备或目标,以达到低可探测性的隐身器材。文中阐述了高紫外反射双面多频谱雪地型伪装网,并从颜料、吸波材料和树脂的选择,涂层工艺,产品检测结果等方面进行研发与生产控制,以成功研制出符合标准的一款高紫外反射率雪地型多频谱伪装网用面料。并指出高紫外反射率雪地型多频谱伪装网用面料提升了装备伪装的隐蔽效果,提高了产品附加值和市场竞争力。

SNOW 3G算法和ZUC算法在FPGA上的性能对比

SNOW 3G算法和ZUC算法都是3GPP LTE安全性算法的核心,已成为第四代移动宽带通信加密标准。SNOW 3G算法由于提出时间较早,现已被广泛采用。ZUC算法是我国自主设计的流密码算法,于2011年被采纳为国际加密标准。为了对比两种加密算法在FPGA上的性能,在分析两种算法结构的基础上,提出两种算法的FPGA设计方案并实现,使用Modelsim软件进行仿真,将仿真结果与C语言模型对比验证设计的正确性,最后使用QuartusⅡ软件进行综合。仿真和综合的结果表明,ZUC算法的FPGA设计的数据吞吐率小于SNOW 3G算法的FPGA设计,然而前者资源开销仅为后者的1/3,并且在功耗开销方面,对于相同的数据吞吐率,前者比后者小63%。

导流板结构对高速列车转向架区域积雪结冰的影响

高速列车转向架在高寒风雪地区存在积雪结冰问题,影响列车的安全运行和运行稳定性能。为了解决高速动车组转向架区域的积雪结冰问题,以保证高速列车运行安全,提高列车冬季运行品质,提出基于流场控制的导流板结构,并针对简化的车体和转向架模型,采用三维雷诺时均Realizable k-ε湍流模型,耦合离散相模型(DPM)进行数值仿真,通过试验验证的湍流计算模型,模拟高速动车组转向架区域流场和雪粒分布情况,明确高速列车转向架区域积雪结冰成因,并分析导流板优化结构对防治积雪结冰的效果。研究结果表明:原始工况中,转向架区域气流速度较高,转向架表面压力较大,安装在前侧的导流板结构,能够有效地改变进入转向架区域的气流流向,降低转向架上方的气流速度,减轻气流对转向架底部表面的气流冲击,降低转向架周围的雪粒分布范围,减少转向架表面的粒子黏附数量。其中,对于第1台转向架,雪花黏附数量相对于原始工况依次减少22.56%、52.15%;对于第2台转向架,雪花黏附数量相对于原始工况依次减少48.50%、49.59%;对于第3台转向架,雪花黏附数量相对于原始工况依次减少50.03%、49.70%。但沿着列车运行方向,导流板的作用减弱。今后将研究真实编组的工况以进一步判断导流板的作用,并开展原理样机的相关试验工作。

高速动车组下沉式受电弓区域流场特性研究

高速动车组车顶高压受流设备受运行环境的影响易产生积污积雪现象,进而引发车顶雪闪及高压设备故障问题。为研究高速动车组下沉式受电弓弓盆区域流场特性,文章采用三维不可压缩Navier-Stokes方程和SSTκ-ω双方程湍流模型,对8辆编组高速动车组受电弓区域的压力场和速度场进行了数值模拟。研究结果表明:因受电弓监视器、弓盆结构及受电弓弓头的影响,下沉式受电弓弓盆区域流场3车位置和6车位置差异较大;距离弓盆底部平面不同高度位置处平面速度存在低速涡流区,不利于实现气流对弓盆区域冲刷作用。采用减小弓盆深度和弓盆前后斜面倾角方案对弓盆底部区域流场进行了优化,3车受电弓弓盆0~8m/s低速区域占比从61.03%降低至39.68%和6.27%,6车受电弓弓盆0~8m/s低速区域占比从45.77%降低至32.54%和20.39%,气流速度得到明显改善,可以有效避免污物和雪颗粒沉积。

透风率及积雪形态对防雪栅防护效果的影响

针对道路风吹雪灾害的工程防雪措施,采用数值模拟与现场实测相结合的方法,系统研究防雪栅透风率和不同阶段积雪形态对防雪栅周边流场的影响特性,分析不同阶段积雪的形成机理,得到防雪栅周边积雪的演化规律。结果表明:随着防雪栅透风率的增加,防雪栅背风侧低速区以及旋涡范围逐渐缩小,雪颗粒堆积的速度变慢,对于不同透风率的防雪栅,积雪均最先在其背风侧5 H~9 H范围内发生沉积(H为防雪栅高度),并逐渐向两侧延伸;防雪栅底部间隙使得气流在防雪栅底部被加速,雪颗粒不易沉积,有效延长了防雪栅被积雪掩埋的时间;防雪栅两侧-2.5 H~18 H范围雪颗粒均会发生沉积,随着积雪厚度的不断增加,积雪的增长速率逐渐趋缓。

吉林省公路风吹雪分布特征及原因分析

为了研究吉林省公路风吹雪的分布特征,采用现场调研与Ansys Fluent软件仿真模拟相结合的方式,绘制吉林省公路风吹雪分布地图;以吉林省受灾最多的路基横断面形式为例,以主要地形区雪季平均风速为代表风速仿真模拟,结果表明:吉林省公路风吹雪分布特征的主要影响因素是风速。

后冬奥背景下冰雪运动常驻校园的实践困囿与纾解之路--基于布迪厄场域理论

在后冬奥背景下,冰雪运动“驻校园”是冰雪运动“进校园”的稳定状态和最终目标。基于布迪厄场域理论中惯习、资本、场域三要素的关联,以教学、练习、竞赛为逻辑主线,得出“重体验,轻教学”的固化惯习、校内外联合开展冰雪运动练习的资本制约及校园冰雪运动竞赛场域壁垒,形成了冰雪运动常驻校园的实践困囿。提出提高冰雪运动教学场域地位,重塑惯习;加强校内外多样资本的转换与联动;完善学校冰雪运动竞赛体系和场域等冰雪运动常驻校园的纾解之路。以期通过构建校园冰雪运动场域内稳定的关系格局,形成“全学段、全过程、全方位”的冰雪运动教育模式,助力冰雪运动常驻校园目标的实现。

2006年江苏两次降雪天气过程分析

利用NCEP/NCAR6h一次的全球同化系统分析资料,针对2006年发生在江苏冬季的两次不同量级的降雪,着重分析和讨论了天气形势和物理量场。结果表明:暴雪产生在低空急流的左前方和700hPa切变线的风速辐合区中,水汽通量散度的辐合区和上升运动场的合理配置是暴雪产生的重要原因。通过这两次不同量级降雪的对比分析,得到,无论是在急流的强度还是在物理量场上,中雪和暴雪有着明显的区别。

东亚冬季环流季节内振荡与2008年初南方大雪关系

2008年1月10～16日、18～22日、24～29日和1月31日～2月2日,中国南方地区连续出现4次低温、雨雪、冰冻天气。根据NCEP/NCAR逐日再分析资料,利用LANCZOS滤波器以及小波分析等方法,探讨雨雪冰冻前期2007年12月2日～2008年1月1日、同期2008年1月2～21日及后期2008年1月22日～2月14日850 hPa风场季节内振荡特征及对低温、雨雪、冰冻天气的影响。2007年12月～2008年2月850hPa风场低频振荡分析显示,中国南方地区风场表现显著的20～50 d低频振荡,季节内低频振荡的位相变化,较好地揭示了2008年1月10日～2月2日南方地区降雪过程的3种环流特征：1）沿高原东侧100°E附近南下的冷空气到达我国30～20°N地区,与东亚沿海低纬的偏南风距平气流在我国南方地区形成气旋性环流,南方降雪（水）过程中,偏南风距平气流比偏北风距平气流强;2）沿高原东侧100°E附近南下的强偏北风距平气流与东亚沿海低纬的偏南风距平气流在我国南方地区形成气旋性环流,南方降雪（水）过程中,偏北风距平气流比偏南风距平气流强,造成南方雨雪伴随低温冰冻天气;3）南方雨雪由偏北风距平气流与偏南风距平气流在东亚东部25°N形成的辐合带引起。

季节性积雪环境雪/气间汞通量特征初步研究

研究区域内冬季存有5个月以上稳定性季节积雪,为研究积雪地表状况下雪/气间汞交换通量特征,设置了平地农田和坡地农田2类共4处采样点,于2011年12月和2012年3月,使用动态通量箱法(dynamic flux chamber,DFC)与汞分析仪(LUMEX Zeeman RA915+)联用技术测定了各样点雪/气间汞交换通量,并同步测定太阳辐射、气温和气湿等气象因子,分析了雪/气间汞通量变化特征及其与气象因子等因素间的关系。结果表明:季节性积雪稳定存在时,雪/气间汞通量表现为明显的由大气指向雪面的沉降特征过程。季节性积雪趋于消融时,雪/气间汞通量表现为沉降与释放交替出现,总通量水平比积雪期降低一个数量级。雪/气间汞通量与大气汞浓度存在明显的负线性相关关系,与太阳辐射强度间有明显的正线性相关性,与气温和气湿间无线性相关性。

哈尔滨市中小学上冰雪活动与城市冰雪场地现状发展研究——百万青少年上冰雪活动

由于哈尔滨市中小学校冬季上冰雪活动存在着冰雪场地诸多问题,影响了中小学校冬季冰雪体育教学和活动的开展。加强城区内公益冰雪活动场地的开发和布局,可以很好地解决中小学校活动场地小、教学冰期短、维护成本高等影响百万青少年上冰雪活动的场地因素,并很好地解决中小学生冬季假期参与冰雪活动的场地问题。哈尔滨市公益冰雪活动场地为中小学把"上冰雪"系列活动纳入课程的体育教学体系服务,为学生开展冬季体育健身活动和冰雪趣味活动服务,助推全民上冰雪,助推冬季运动项目振兴。

金矿区冬季环境气态汞分布特征研究

为掌握冬季季节性积雪条件室内环境空气和室外大气的汞浓度水平与变化特征及汞源,在夹皮沟金矿区内设置了4处采样点,使用汞分析仪(Zeeman RA915+)连续测定了气态汞浓度,同步测定了气压、气温和风速等气象因子,研究室内外气态汞浓度分布特征,并分析主要气态汞源和释汞过程。结果表明:春秋宾馆、宾馆室外、开阔农田和沟谷林地4处采样点研究期间气态汞浓度均值依次为106.8、6.1、5.8、1.8ng·m-3;室内气态汞浓度水平比室外高两个数量级。冬季季节性积雪控制下,自然释汞过程微弱,人为释汞控制气态汞浓度水平和变化趋势,是大气汞主要来源。冬季逆温等气象过程严重影响区域大气汞扩散,从而引起局部短暂的严重汞污染现象。

公路风吹雪流场测定及仿真分析

以全路堑横断面风吹雪的野外观测为例,介绍了公路风吹雪的流场风速观测方法;结合实地观测数据和仿真计算模拟结果,定量分析了全路堑横断面的流场分布特性、风吹雪运动特性、路面积雪形成过程以及雪害形成的主要影响因素。为其它断面形式下的公路风吹雪野外观测和形成过程分析提供了可借鉴经验,同时也为公路风吹雪雪害的防治提供了一定的理论依据。

准噶尔盆地沙漠-绿洲雪面蒸发实验研究

根据2007年11月至2008年3月积雪期在古尔班通古特沙漠南缘和天山北坡阜康绿洲的雪面蒸发实验观测和资料分析,研究了准噶尔盆地沙漠-绿洲雪面蒸发特征.结果表明:沙漠区日均雪面蒸发量为0.015mm·d-1,绿洲区为0.02mm·d-1,观测期日蒸发为负值(净凝结)的天数占总观测日数的31.9%.冬季稳定积雪期沙漠区和绿洲区雪面蒸发总量分别为1.73mm和1.95mm,各占冬季降水量的6.51%和7.37%.沙漠垄间开阔地雪面蒸发比梭梭林内蒸发强,冬季12月至翌年2月垄间林内总蒸发量为-0.41mm,开阔地蒸发量0.86mm.影响准噶尔盆地冬季雪面蒸发的主导因素为气温,与天山山地及世界其它干旱地区相比,准噶尔盆地冬季雪面蒸发是最小的.低温、多雾天气是盆地低蒸发的重要原因.

变电站支柱绝缘子的覆雪闪络特性

降雪天气中绝缘子上的覆雪层在融雪过程湿润污层,造成其绝缘性能下降。为研究不同伞形支柱瓷绝缘子覆雪条件下的绝缘性能,首先开展覆雪支柱绝缘子的模型建立与电场仿真,随后开展了人工覆雪条件下不同伞形支柱绝缘子闪络试验。试品包含3种不同伞形结构的支柱绝缘子。试验结果表明:未融雪时的覆雪绝缘子绝缘性能下降不显著,在覆雪大部分融化、融化雪水在绝缘子伞裙表面溶解污秽形成水膜并沿伞裙边缘滴下时为绝缘性能下降最严重时刻;溶解了污秽的高电导率水膜是闪络电压降低的重要影响因素;雪闪电压与融雪时间呈现U形曲线关系,U形曲线的最低点可以表征该型支柱绝缘子在该污秽水平下的耐雪闪能力;支柱绝缘子的伞形结构也对其雪闪特性有影响。

单跨单坡屋面积雪分布系数分析

为真实反映单跨单坡屋面的积雪分布情况,给出较为合理的积雪分布系数,通过单跨单坡屋面积雪现场调查,分析了《建筑结构荷载规范》中屋面积雪分布系数的取值问题。采用FLUENT软件分别建立了坡度角为25°,30°,35°,40°,45°和50°的单跨单坡屋面的低立面和高立面迎风的风致积雪分析模型。分析表明,在屋面两侧和下坡处积雪较多,上坡处积雪相对较少。低立面迎风时,坡度角的变化对屋面风速大小与角度的影响都较小;高立面迎风时,涡流范围覆盖整个高立面后方区域。涡流随着屋面坡度角的增大而逐渐增大,因而屋面上部不易形成稳定的积雪带。与《建筑结构荷载规范》相比,屋面积雪分布存在明显的差异,通过分析给出了单跨单坡屋面积雪分布系数的建议。

某钢结构单层工业厂房雪灾倒塌分析

在对某单层工业厂房倒塌现场调查的基础上,对厂房倒塌特征进行了描述,采用有限元方法对钢屋架结构在恒载和屋面活载(或雪荷载)作用下的内力及应进一步力进行了计算,分析了厂房倒塌的原因,分析结果与现场调查情况基本一致,在雪灾抗倒塌分析的基础上,取得了一些有意义的结论和启示。

大规模真实感雪景实时渲染

本文提出一种大规模真实感雪景实时渲染方法.首先建立雪花模型及其在降雪过程中的运动模型;其次将风的运动速度分为平均风速与随机风速,简化了风场计算,通过Perlin噪声生成了随机风,并将计算结果存储在3D纹理中,减轻粒子系统的计算负荷;第三,建立积雪与融化模型,实现雪的积累和融化的模拟;最后建立基于GPU的粒子系统,提高粒子系统的渲染效率.仿真结果表明本文的方法适合大规模雪景实时渲染,并已成功应用于某直升机模拟器中.

内蒙古东南部大到暴雪过程影响系统及物理量场特征分析

利用1951—2013年63a的地面观测、MICAPS、NCEP、历史天气图等资料,将发生在内蒙古东南部的150次大到暴雪过程的700hPa影响系统分为7种类型,对其中2007—2013年的26次大到暴雪过程,分型统计了25个测站中的降大到暴雪的测站的物理量场。结果表明:散度场总体表现为低空辐合、高空辐散的特征,对应了高、低空急流的耦合作用,使得垂直速度场维持整层、长时间的强上升气流,因类型不同达到的高度有所不同;最大相对湿度分布在925~500hPa之间,水汽通量散度辐合主要表现在925~700hPa,比湿场随高度增高迅速减小,各类型925hPa最小比湿在2~2.9g·kg^(-1)、850hPa最小比湿在1.7~3.2g·kg^(-1)之间,反映了低空西南暖湿急流的作用,尤其是925hPa超低空急流对大到暴雪的贡献;75百分位的1000hPa即近地面层基本为冷平流,925hPa以上均为暖平流,具有冷垫作用,为大到暴雪的发生提供了动力触发条件。