高速铁路隧道衬砌掉块气动力学行为及演化机制

随着我国高速铁路建造技术高质量发展,高速列车运行速度不断提升。受列车运行速度、隧道服役时间等众多因素的影响,高速铁路隧道在服役期间,衬砌裂损掉块病害现象日益凸显,严重危害行车安全。为探究行车环境下,列车风及其流场结构对隧道衬砌掉块下落过程的影响规律,建立列车-隧道-衬砌掉块-空气三维气固耦合计算模型,模拟行车环境下衬砌掉块自隧道拱顶脱落到下降落地的全过程。研究结果表明:1)衬砌掉块的下落过程包括3个方向的平动与转动,平动以沿列车纵向运动为主,纵向运动位移约为横向运动位移的4倍,转动以横轴为主;2)列车风与衬砌掉块相互作用相互影响,列车风作用在掉块时,掉块周围的流场出现漩涡、绕流等现象继而改变掉块的运动姿态和方向。与此同时,掉块的运动又进一步使其周围流场结构发生改变,以此不断反复直至落地;3)沿列车纵向上是流场结构的主要流动方向,列车风作用在掉块上,推动其运动,故沿列车纵向为衬砌掉块的主要运动方向。衬砌掉块随时间变化与流场结构产生不同的夹角与不同强度的绕流,故衬砌掉块的转动以横轴为主。研究结果对防治隧道掉块病害及提高行车安全性具有一定的参考价值。

风电场跌落保险温度监测系统设计

跌落保险的温度监测一直是风电场的一个常规检修项目,但目前的监测手段还停留在人工测温方式。针对此问题,该文提出了一种针对风电场所有跌落保险的温度监测系统技术方案,基于所提技术方案研制了样机,开展了实验研究。温度监测系统由温度监测装置、ZigBee无线通信中继网关以及监控中心温度监控设备组成。为提高无线通信传输距离,温度监测数据通过ZigBee以Mesh组网方式传输给中继网关,中继网关通过以太网将数据传输给监控设备,监控设备完成温度数据的实时显示和温度异常报警。实验结果表明,所提技术方案对于降低工人劳动强度、更准确及时监测温度数据、提高风电场信息化水平具有重要的意义。

交趾黄檀幼林施肥效应分析

开展不同施肥量对交趾黄檀幼树生长影响的试验。结果表明,5年生交趾黄檀胸径、树高、材积、冠幅生长量最大的为处理3(350 g/株),分别为7.12 cm、5.96 m、0.012 8 m^(3)、3.20 m,分别比林分平均胸径6.24 cm、树高5.23 m、材积0.009 2 m^(3)、冠幅3.06 m提高14.1%、13.96%、39.13%、4.58%。应用层次分析法得到综合得分最高的为处理2(250 g/株),表明在合理范围内增加施肥量可加速幼树生长,但交趾黄檀冠幅大,侧枝发达,易受风害,不是施肥量越大越好,应适当控制施肥量。

利用双偏振参量估计降水粒子下落末速度及三维风场反演的应用

降水系统三维风场反演的关键问题之一是准确地估算降水粒子下落末速度(W_(t)),为了探究双偏振雷达估计W_(t)的能力,利用广东省龙门地区的雨滴谱数据,建立了W_(t)与S和X波段双偏振雷达观测量的关系,并且将其应用于广州和韶关两部雷达的风场反演。对华南地区2019年4月发生的一次飑线过程进行风场反演试验,分析讨论了此次飑线过程的风场结构配置,并探索了利用不同方法估算的W_(t)在反演出的风场结构上的差异。结果表明:S和X波段雷达通过回波强度(Z H)和差分反射率(Z DR)估算W_(t),其函数形式为幂函数和一次函数,通过Z DR估算的W_(t)均方根误差相较利用Z H估算的W_(t)均方根误差更小、相关系数更大,因此通过Z DR估算的W_(t)的效果更好。此次飑线过程主要从西北向东南方向发展,风场主要是西风和西南风,在飑线前部弓状回波区域内存在明显的辐合区,垂直结构是低层辐合、高层辐散。对比利用不同方法估算W_(t)得到的三维风场,其水平风场变化主要集中在±1 m·s^(-1)的范围,水平经向风速的变化(Δu)主要是正值,水平纬向风速的变化(Δv)主要是负值,垂直方向上风速的变化(Δw)集中在±0.15 m·s^(-1)内,主要是正值,低层Δu、Δv、Δw较高层小。研究结果为降水系统三维风场反演及垂直速度反演提供了参考依据。

一种新型带式输送机重锤张紧装置

在重型机械和设备的皮带机中,张紧装置发挥重要作用。提出一种新型重锤张紧装置,采用钢丝绳缠绕系统和滑轮组,具有检修方便和防止坠落的特点。该重锤张紧装置结构简单、稳定可靠、安全实用,适用于各种领域的设备的固定和张紧,可提高工作效率和安全性。

基于声学法弹着点精确定位方法研究

系统采用“声学定位法”作为检测手段,集声学、电子技术、数字信号处理、统计数学、无线通信、计算机应用于一体。接收炸弹爆炸的声音信号,经前置放大、滤波和A/D转换等处理后,由数字信号处理器(DSP)进行数据初步分析处理,然后通过无线系统传输到主控系统,对接收到的数据进行分析和处理,经计算得出声波传播相对时间数据;同时考虑环境噪声、温度、风速和风向对爆炸声波的影响,运用合理的数学模型,计算出弹着点的精确位置及命中率。自动向阵地指挥部传送命中结果,为修改射击诸元提供校验参数,便于各级指挥员对整个实弹射击训练过程进行科学、准确地评估。

基于风特征分析的风电机组异常数据识别算法

对风电的研究往往要依托于历史功率数据,而风电机组采集到的历史数据中往往含有大量的异常数据,这严重影响了对风电功率规律特性的分析。针对风电机组的实测功率数据进行研究,分析风速升降特征与风向特征对风电机组输出功率的影响。将不同的风特征的数据分开讨论,分别利用Copula函数得到概率功率曲线,结合异常数据的时序特征归纳出三类异常数据,建立异常数据识别模型。利用风电机组的实际数据和人工生成数据进行仿真分析,结果表明,该方法能够高效地识别各类异常数据,对风电研究有着重要的意义。

农林复合系统防尘效应的研究

本文对农林复合生态系统气候特征及对防尘效应进行了研究。结果表明：在沙质土壤类型区，农林复合生态系统具有较高的动力和水文效应，是减少降尘的直接原因。防风效能愈强，防尘效果愈好；农林复合生态系统能够有效地减少尘埃输送量，同时能减少降尘量达２０％～６０％；防风效能、乱流交换强度、土壤湿度是决定降尘量大小的主要因子。

基于风速升降特性及支持向量机理论的异常数据重构算法

风电机组历史功率数据是进行风电研究的重要基础,而风电机组实际采集到的数据中存在大量的异常数据,这给风电功率预测研究带来许多不利影响。对历史数据的风速-功率对应关系进行研究,识别并剔除异常数据。分析风速升降变化对功率的影响,建立SVM数据重构模型。根据风速升降特性及强相关风电机组的出力特性对数据重构模型加以改进。以风电机组的实测数据为例进行仿真计算,结果表明所述方法能够对异常数据进行有效地识别和重构。

真实感降雪场景可视化

为实现真实感强的降雪场景可视化,提出基于Perlin噪声生成随机风场和粒子系统产生雪粒子的一体化的解决方法。采用GLSL语言产生随机数,通过3次调和插值生成不同频率和振幅的纹理,叠加生成Perlin噪声纹理。对生成的噪声纹理进行采样,获得随机自然的风场数据,利用该风场数据驱动处于降落过程中的雪粒子。在此基础上采用了接近自然界中雪花形状的5张典型雪花纹理与雪粒子随机组合,并将雾化效果应用于雪尘的模拟。实验结果表明,提出的方法模拟出的降雪场景中雪花在随机风的作用下运动自然逼真,雪花造型具有多样性与随机性。

煤层钻孔捕尘降尘装置的应用

介绍在煤层钻孔中采用的一种捕尘降尘装置,阐述其使用效果,该装置可大幅度地抑制钻孔时煤尘飞扬程度,在使用中取得良好效果。

侦察评估子弹落点散布仿真研究

导弹子母战斗部侦察评估子弹是战场实时侦察的重要手段之一,其落点散布直接影响侦察图像获取的质量和毁伤评估的准确性和有效性。运用动力学建模的原理和方法,建立了侦察评估子弹弹道动力学模型,重点是成像平台下落段弹道动力学模型。通过对侦察评估子弹落点散布影响因素的分析,选取了对其影响较大的两个因素———抛射高度和随机风,运用仿真平台,通过数值模拟的方法,进行仿真试验和结果分析,得出了侦察评估子弹落点散布随抛射高度、随机风等因素变化的曲线。这一结论为侦察评估子弹系统的研制和作战运用研究提供了科学数据。

脉动风场中的飘雪模拟

飘雪场景的模拟可以大大提高虚拟场景的逼真效果,其中风场的建模是重要的环节.为更真实的表现风的随机性,本文基于格子BGK建立风场,用D3Q7模型改进三维风场的建模方法,引入湍流强度的概念描述风场的湍流程度,根据地表面的粗糙程度和离地高度确定其大小,实验表明该方法能更好的增强模拟风场中飘雪场景的真实性.

《落梅风》体制源流论

曲调的体制生态与源流传播是曲学研究的重要内容,亟待开发深入。《落梅风》为北曲常用曲调,由词调【醉梅花】作为中介,借鉴本调【鹧鸪天】而定格。其后起的别称《寿阳曲》非关地名"寿阳",乃与典故"梅花妆"相对应。《落梅风》以其"健捷激袅"的声情赢得文士的钟爱,还在北方借助磁州窑系器物传播市井,甚至传唱至吴下江南,影响深远。

基于风洞试验的风沙两相流耦合流场特性

风沙两相流结构的理论与研究方法已趋于成熟,主要集中在风沙物理运动本身和防风固沙工程方面,然而,将风沙运动现象及其对建筑结构物的作用效应相结合的研究还比较鲜见,继续开展风沙地区工程结构的抗风沙研究具有重要的现实与工程意义。通过风沙风洞试验,模拟了实际沙漠地貌下的风场特征,重点通过风洞顶部落沙研究了类似沙尘暴环境下的沙浓度、风沙流速度廓线以及湍流强度随高度的变化情况。通过控制相同风速、变化不同输沙率进行落沙,以此形成多种不同类型的风沙两相流耦合流场,并与净风工况相比较。试验结果表明:沙浓度梯度分布与落沙孔数量、控制风速以及高度均相关;风沙流场中沙颗粒的运动对风速剖面有一定的削弱作用,对湍流强度却有增强作用;风场中沙质量浓度沿高度方向的分布特征直接影响了各高度处风速和湍流强度的大小,沙浓度越大的高度处对风速的削弱程度越显著,且对湍流强度的增强程度越大。

风廓线下落速度在浙江冬季降水相态识别中的应用

利用浙江7部风廓线雷达探测资料,进行了不同相态降水粒子下落末速的数据分析,统计得到不同降水相态的下落速度阈值,液态降水粒子的下降速度为1.8~6.0 m·s^(-1),固体降水在0.1~1.8 m·s^(-1)。同时对浙江省2011—2014年4年冬季8次雨雪转化过程中的探空资料和地面降水观测资料进行分析,得到最适合浙江省冬季降水相态识别判据是2 m温度、1000 hPa温度、0℃层高度和850和1000 hPa高度差。通过计算各指标的空报率、漏报率和TS评分,得到了最佳阈值,预报雨和雪最佳阈值的TS评分都可达到0.8以上。对雨夹雪的判断,需结合中层暖层指标,可以使判别准确率明显提高。

视频中的实时降雪与积雪模拟

雪景模拟,特别是基于视频和图像的实时模拟,在计算机动画、游戏和影视特效制作领域有着广泛的应用.但是现有雪景模拟方法中,计算机图形学方法的三维背景建模复杂,而图像处理的相关方法多没有结合背景信息.结合图形和图像的方法,提出基于深度图信息在视频或图像上模拟具有层次感的粒子系统降雪,并在背景图像上添加动态积雪的效果;为增强真实感,对雪花运动建模并实现实时风场;同时加入运动模糊、色调调整、雾气渲染等方式以改进视觉效果.实验结果证明,该方法渲染出的雪景十分真实,并且速度达到了实时要求.

不稳定平台OTT-Parsivel雨滴谱仪测量速度订正

针对高架环境中OTT-Parsivel雨滴谱仪测量结果受环境气流影响易出现误差的问题,开展不稳定平台的OTT-Parsivel激光雨滴谱仪探测试验,提出在不同水平风速环境下的质量控制方法,给出测量速度订正模型,并对其进行仿真实验和误差分析。基于2020年北京夏季降水过程,利用280 m高处OTT-Parsivel激光雨滴谱仪、三维超声风温仪和动态倾角传感器的测量数据,对多次降水个例进行分析。结果表明,提出的模型对雨滴的垂直下落速度有良好的订正效果,各尺度通道速度分布更趋于正态分布,有效粒子数可提高6%。在缺少倾角测量的情形下,利用超声风温仪风速数据估计缺失的倾角数据,估算的倾角值与实测值的一致率可达96.43%。在水平风速超过8 m/s的大风情况下,OTT-Parsivel雨滴谱仪测量数据的可用性得到提高。

草地贪夜蛾迁飞大气动力条件分析及过程模拟

分析2019—2021年草地贪夜蛾在我国跨区域迁飞的大气环流形势和低层风动力条件,并选取北迁进入长江流域、北迁进入东北地区、秋季向南回迁以及冬季在冬繁区扩散4次典型天气过程,利用改进的HYSPLIT(Hybrid Single-particle Lagrangian Integrated Trajactory)模型模拟其迁飞轨迹和落点。结果表明:由于每年西北太平洋副热带高压强度、位置和西伸程度不同,西南气流强度也不同,影响草地贪夜蛾在我国的北迁进程,使其经过迁飞过渡区和到达北方玉米主产区的时间存在差异。选取4次天气过程模拟草地贪夜蛾的迁飞,其中3次过程模拟的草地贪夜蛾迁飞轨迹和降落区域得到实况监测的验证,但模型对2022年1月26—28日西南急流天气过程下草地贪夜蛾迁飞轨迹和降落区域的模拟在贵州西部和南部、福建出现错报。HYSPLIT模型对迁飞轨迹的模拟效果较好,但对迁飞距离、时长、落点的模拟上仍具有较大不确定性,未来需进一步结合雷达监测等手段改进优化模型,提高模拟预报准确率。

南通地区输电线路风灾倒塔分析与防范对策

回顾南通地区输电线路风灾倒塔事故,从自然气象、技术装备等不同角度诊断分析风灾倒塔原因,针对现行技术研究和设计标准,深入剖析产生风灾倒塔的几种可能性,最后从优化铁塔结构、差异化设计、综合管理等方面提出风灾倒塔的有限防范对策和具体措施,可供应用参考。