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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 359 毫秒
1.
研究自然界中沙粒运动的微观状态,是防沙害工程中的一项基础课题。本文报告了把高速频闪光摄影应用到野外风沙流条件下,首次进行的野外沙粒运动动态摄影实验。 文中介绍了我们为适应野外条件而设计的专用实验装置及其实验方法。从工程研究的角度出发,用统计方法,对挑选出的172颗轨迹较为清晰完整的沙粒进行分析;并将  相似文献   

2.
本文主要介绍了用短脉冲氙灯作光源的土工离心模拟试验闪光高速摄影装置的原理、方法及结果。 测量高速运动中试验模型在离心力的作用下的形变便能确定原型的应力、应变条件,测量的主要手段是静片式闪光高速摄影,它是将拍摄底片置于静止态,光源采用  相似文献   

3.
本文用Lagrange方法结合起跳沙粒初始运动状态分布模拟了稳态风沙输运过程。根据已有的对地表沙粒撞击起跳现象的研究成果,列出四种典型的沙粒起跳初始运动状态分布形式。将在各分布形式下模拟得到的宏观量与风洞实验测量得到的宏观量的变化规律相比较,通过考察依据各分布形式所作数值模拟得到的风沙宏观运动的特征量与实验测量结果的一致程度,得到了其中较合理的分布形式。分析表明稳定风沙输运中起跳沙粒的初始速度和角度的分布曲线均应为一单调下降曲线,根据实验数据本文构造出由指数分布和正态分布组成的分段函数形式来描述这一曲线。并通过进一步的实验验证了这一分布形式的合理性。  相似文献   

4.
低风速条件下沙粒起动的PIV研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文在对风沙流进行气固两相流分析的基础上实现了低风速条件下的沙粒起动过程,借助PⅣ测量系统对其进行了观测并对影响因素进行了分析,获得了沙粒的浓度和速度分布。实验结果表明沙粒浓度沿距离沙面的高度呈负指数分布特征。流体起动和冲击起动下的输沙率随摩阻速度和雷诺数的增加而单调增加,而起动效能比随之减小并趋向于常数0.207。测量得到的输沙率修正了低速范围内的Bagnold公式和河村龙马公式。  相似文献   

5.
针对灯箱中反射器的设计和运行情况,设计实验量化了反射器对氙灯辐射和钕玻璃荧光效率的影响。氙灯辐射由强流管测量的氙灯辐射波形和能量计测量的辐射能量获得;钕玻璃荧光由自主设计的荧光测量系统获得;同时,使用高速摄影仪对放电通道进行观测。实验发现,反射器在此次实验条件下可以提高氙灯辐射效率89%,提高钕玻璃荧光效率78%。而且,实验发现工程运行中氙灯“发白”,是反射器引导氙灯放电通道在靠近反射器一侧形成,导致该处过度烧蚀的结果。  相似文献   

6.
本文叙述用激光汤姆逊散射方法测量HL-1装置在不同放电条件下空间两点的电子温度。简要介绍了测量条件,空间两点测量的实验安排及数据获取系统等。对实验结果进行了初步分析。在适当改变等离子体边缘径向电场分布时,电子温度有明显增加。  相似文献   

7.
危卫  鲁录义  顾兆林 《物理学报》2012,61(15):158301-158301
沙尘暴和尘卷风等风沙运动的静电场是空气流场中沙粒间的碰撞摩擦带电及沙粒粒径的分层效应引起的, 本文耦合沙粒摩擦荷电模型和风沙运动气固两相流模型, 提出了离散单元法与计算流体动力学结合的数值方法. 数值模拟计算表明电荷呈中性的沙粒临界直径为300 μm; 在充分发展的水平风沙流中, 细小的沙粒带负电, 较大直径的沙粒带正电, 所模拟的沙粒带电的荷质比及水平风洞试验段的电场强度与实验测量值一致, 验证了风沙运动的电场-流场耦合模型及数值计算方法的合理性. 本文基于沙粒摩擦荷电机理的风沙运动气固两相流模型提供了理解风沙运动静电场产生的一种物理机理.  相似文献   

8.
在高速摄影应用中,常常要分析研究在三维空间运动变化的现象。要解决这些问题,必须采用高速立体摄影测量的方法。采用非量测用的高速摄影机进行立体摄影测量的基础理论是直接线性变换关系式,即  相似文献   

9.
姜文正  袁业立  王英霞 《物理学报》2012,61(11):119101-119101
介绍了一种无海面控制点的立体摄影海浪测量方法, 给出了其数学模型和相关算法. 文中利用海浪特性, 基于最小二乘法和海浪波面理论, 给出了一种新的外方位元素定标方式. 与传统的立体摄影定标方式相比, 该定标方式充分利用了平均海平面的性质, 既避免了海面控制点的需求, 又使测量数据更为直观, 同时还为基于运动平台的立体摄影海浪测量技术的发展提供了理论依据. 实验室实验表明基于本文发展的立体摄影测量系统精度较高, 可以用于海面微尺度波的测量; 现场实验表明基于本文发展的立体摄影测量系统测量面积可达104 m2 量级, 是一种有效的大尺度海浪测量手段.  相似文献   

10.
真空低温环境下卫星天线变形摄影测量技术   总被引:3,自引:0,他引:3  
《光学技术》2013,(4):313-317
介绍了一套在真空低温环境下使用的摄影测量系统。该系统主要用于真空低温环境下对卫星天线等由于热变形而导致的面形变形进行测量,其测量方法采用了摄影测量法的基本原理。该设备为国内首套自主研制的真空低温环境用非接触摄影测量系统,主要由CCD摄影组件、标尺、支撑机构、试件加热设备和专用图像处理软件组成。采用该测量系统在模拟空间环境下对Φ660mm口径反射面卫星天线进行了一次变形测量试验,通过试验完成了对被测天线的变形测量,获得了大量的数据,验证了采用该套测量系统在模拟空间环境下进行天线变形测量的可行性。通过分析,该套测量系统的相对测量精度达到了1/20000。  相似文献   

11.
沙尘大气电磁波多重散射及衰减   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
杨瑞科  李茜茜  姚荣辉 《物理学报》2016,65(9):94205-094205
为了使干旱沙漠地区的电子系统能够全天候的工作, 必须开展沙尘大气的电磁波多重散射及衰减特性研究. 根据Mie理论、沙尘大气粒子尺寸分布和能见度的关系得到了电磁波沙尘大气传播衰减的计算方法, 计算了不同沙尘大气能见度的37 GHz电磁波的衰减, 与其他经验公式及文献中的实验结果进行比较, 文中方法得到的结果更接近于测量结果. 为了研究较低能见度沙尘暴中电磁波的传播特性, 需研究沙尘大气的多重散射效应. 应用Monte Carlo模拟方法, 在沙尘粒子为干燥和5%水含量时, 模拟了37 GHz和93 GHz电磁波在沙尘大气中传播时考虑多重散射效应的衰减, 并与基于Mie理论的计算结果进行比较, 结果显示, 在37 GHz时, 沙尘大气的多重散射对衰减的影响小, 在93 GHz时多重散射显著, 沙尘大气能见度越低, 多重散射的影响越显著. 粒子水含量增加使电磁波的衰减显著增大, 对多重散射的影响不明显. 因此, 在相同大气能见度下, 沙尘天气越干燥, 多重散射影响越大, 电磁波衰减减小越显著.  相似文献   

12.
A three-dimensional CFD-DEM model is proposed to investigate the aeolian sand movement.The results show that the mean particle horizontal velocity can be expressed by a power function of heights.The probability distribution of the impact and lift-off velocities of particles can be described by a log-normal function,and that of the impact and lift-off angles can be expressed by an exponential function.The probability distribution of particle horizontal velocity at different heights can be described as a lognormal function,while the probability distribution of longitudinal and vertical velocity can be described as a normal function.The comparison with previous two-dimensional calculations shows that the variations of mean particle horizontal velocity along the heights in two-dimensional and three-dimensional models are similar.However,the mean particle density of the two-dimensional model is larger than that in reality,which will result in the overestimation of sand transportation rate in the two-dimensional calculation.The study also shows that the predicted probability distributions of particle velocities are in good agreement with the experimental results.  相似文献   

13.
With the discrete element method (DEM), employing the diameter distribution of natural sands sampled from the Tengger Desert, a mixed-size sand bed was produced and the particle-bed collision was simulated in the mixed-size wind sand movement. In the simulation, the shear wind velocity, particle diameter, incident velocity and incident angle of the impact sand particle were given the same values as the experimental results. After the particle-bed collision, we collected all the initial velocities of rising sand particles, including the liftoff angular velocities, liftoff linear velocities and their horizontal and vertical components. By the statistical analysis on the velocity sample for each velocity component, its probability density functions were obtained, and they are the functions of the shear wind velocity. The liftoff velocities and their horizontal and vertical components are distributed as an exponential density function, while the angular velocities are distributed as a normal density function. Supported by the Key Project of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 10532040)  相似文献   

14.
Feng ShiNing Huang 《Physica A》2012,391(3):474-484
Extensive research on the near surface movement of sand particles has focused on wind tunnel experiments, theoretical analysis, and numerical simulation of sand saltation under ideal and controllable conditions. Most field observations are results on the average rate of sand transport over some hours or the whole day. However, researchers found recently that the effect of turbulent characteristics of near surface wind in real atmospheric boundary layers on the sand transport rate was obvious. The turbulent characteristics would cause a significant discrepancy between field observation and simulation of sand transport rate. In this work, a field experiment in a real-time system was designed to synchronously measure physical quantities, such as fluctuating wind velocity in the near surface region, sand transport intensity, temperature, and humidity, with the frequency of 1 Hz, at two points on a homogeneous flat sand surface located in the Minqin area, which is between the edges of the Badain Jaran Desert and the Tengger Desert. The relationship between the saltation events and some physical properties, such as the fluctuating wind velocity, temperature, and humidity, was studied. On the basis of the field observation results, a numerical model was developed to simulate sand movement under the fluctuating wind. The overall features of the experimental measurements were reproduced by simulation.  相似文献   

15.
太赫兹时域光谱技术目前逐渐应用于对岩石的研究中。在制备样品时通常需要将岩石磨碎后与粘合剂混合压片,岩石的含量、粒径等都会对测试结果造成影响。将自然界中常见的石英砂粉末(不同粒径)与聚乙烯(PE)微粒以不同的比例混合,通过压片的手段将其制成适用于太赫兹系统测试的样品,用以探究样品中石英砂的含量以及其粒径对实验结果的影响。首先研究石英砂含量对实验结果造成的影响。在保持样品中石英砂的粒径不变的情况下,发现不同石英砂含量样品的时域光谱图中,时间延迟以及峰值都呈现出非单调的变化趋势。为了探究出现这种现象的原因,对样品的折射率以及吸收系数做了进一步的分析。结果表明样品的折射率会随着样品中石英砂含量的增加而逐渐增大,通过适用于本实验的有效介质理论能够解释这一现象。样品对于太赫兹波段的吸收系数随着石英砂含量的增加呈现出先增大后减小的现象,并且在石英砂质量分数为60%时达到最大值。为了解释这一现象产生的原因,利用扫描电子显微镜对样品的微观形貌进行观察,发现随着石英砂含量的增加,在压制样品时PE颗粒破碎程度加剧,导致PE的粒径变小。根据米氏散射以及瑞利散射的原理,石英砂粒径不变而PE粒径减小,随之降低的散射强度与石英砂的吸收效应发生竞争,从而导致了吸收系数先增大后减小的现象。进一步研究了石英砂粒径对实验结果的影响,对不同粒径的石英砂样品进行测试,发现折射率不随石英砂粒径的变化而改变,但其吸收系数随着石英砂粒径的减小而逐渐减小。根据米氏散射,样品吸收系数的变化是由于散射强度随石英砂粒径的减小而逐渐减小。研究表明,样品中石英砂的含量和粒径都会对实验结果产生影响。石英砂粒径相同时,样品的吸收系数随石英砂含量的增加呈现先增大后减小的趋势,样品的折射率随石英砂含量的增加而逐渐增大;石英砂含量相同时,样品的吸收系数随石英砂粒径的减小而逐渐减小,而样品的折射率基本不变。这一结论对矿物样品的制备以及对混合物的实验结果分析有一定程度的指导意义。  相似文献   

16.
针对大耳沙蜥在沙子中的运动行为,以球形物体为研究对象,利用3维离散元数值模拟程序LIGGGHTS模拟了旋转运动模式对颗粒物质中球形物体平动和上升/下降行为的影响,定量分析了旋转速度以及颗粒间摩擦系数等因素的具体影响.研究结果表明:球形物体与颗粒物质基底颗粒间的摩擦系数以及球形物体的自转角速度对球形物体的运动有明显影响,摩擦系数越大物体运动越明显,自转角速度越大物体运动越明显.该结果比较好地解释了沙漠生物外表具有鳞片的原因.  相似文献   

17.
A new experimental technique is proposed to measure the product CO/CO2 ratio at the surface of spherical char particles during fluidized bed combustion. It is based on the measurement of the burning rate of a single char particle under low oxygen concentration conditions and on the use of an accurate prediction of the particle Sherwood number. This technique was applied to spherical char particles obtained from a bituminous coal which is characterized by a low attrition and fragmentation propensity. The product CO/CO2 ratio was measured at a bed temperature of 850 °C and at a fluidization velocity of 0.3 m/s in a lab-scale apparatus operated with a bed of 0.5–0.6 mm sand. The char particle size was varied between 2 and 7 mm and the inlet oxygen concentration between 0.1% and 2.0%. Results showed that under the experimental conditions investigated carbon was mostly oxidized to CO2 within the particle boundary layer, with a maximum fraction of carbon escaping as CO of 10–20% at the lowest oxygen concentrations and largest particle sizes.  相似文献   

18.
不同沙粒底面下气泡脉动特性实验研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
张阿漫  肖巍  王诗平  程潇欧 《物理学报》2013,62(1):14703-014703
通过高速摄影系统对电火花气泡与不同沙粒底面间的相互作用进行了实验研究,并改变气泡与沙粒底面之间的距离.实验结果表明:气泡在与沙粒底面的相互作用中会产生两种明显不同的现象,即形成与近刚性壁面类似的气泡射流以及“蘑菇状”气泡,“蘑菇状”气泡撕裂形成两个气泡,随后产生两个反方向的沿轴线方向的射流.沙粒底面边界具有刚性与弹性两种特征.另外,随着气泡与沙粒底面之间的距离d的增大,气泡脉动周期先增大然后减小,存在气泡脉动周期峰值.对于不同的沙粒底面边界,出现气泡脉动周期峰值的距离d随着沙底粒径的增大而越小.  相似文献   

19.
Acoustic methods of land mine detection rely on the vibrations of the top plate of the mine in response to sound. For granular soil (e.g., sand), the particle size is expected to influence the mine response. This hypothesis is studied experimentally using a plate loaded with dry sand of various sizes from hundreds of microns to a few millimeters. For low values of sand mass, the plate resonance decreases with added mass and eventually reaches a minimum without particle size dependence. After the minimum, a frequency increase is observed with additional mass that includes a particle-size effect. Analytical nondissipative continuum models for granular media capture the observed particle-size dependence qualitatively but not quantitatively. In addition, a continuum-based finite element model (FEM) of a two-layer plate is used, with the sand layer replaced by an equivalent elastic layer for evaluation of the effective properties of the layer. Given a thickness of sand layer and corresponding experimental resonance, an inverse FEM problem is solved iteratively to give the effective Young's modulus and bending stiffness that matches the experimental frequency. It is shown that a continuum elastic model must employ a thickness-dependent elastic modulus in order to match experimental values.  相似文献   

20.
唐秋明  高强 《计算物理》2016,33(5):539-546
研究风沙流对高压绝缘子电位和电场分布的影响,基于有限体积法建立绝缘子风沙气固两相流模型和风沙天气下绝缘子的风-沙-电耦合场模型,计算不同风沙天气下绝缘子表面沙尘的空间分布和沉积及其对绝缘子沿面电位和电场的影响,结果表明:风沙天气下绝缘子沿面电位和电场畸变受风速和粒径影响显著,电位的畸变幅度随风速和粒径的增加而升高,电场的畸变幅度随风速和粒径的增大而减少;风沙天气下绝缘子表面不同的沙尘空间分布和沉积导致绝缘子不同位置沿面电位和电场畸变不同.  相似文献   

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