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当铁路穿越大风沙漠地区时,风沙灾害会对铁路工程及其正常运营产生严重威胁,而设计一种合理的铁路结构形式能够减小风沙沉积对铁路工程的危害.在本文中,以敦煌至格尔木铁路沙山沟段落为研究对象,采用多相流的方法对越过沙丘的风沙运动过程进行数值模拟,分别讨论了风沙运动对位于沙丘背风坡的铁路路基工程和桥梁工程的影响.主要的模拟结果显示:路基工程明显降低了风速并且将沙丘后的回流区分成了两部分,而桥梁工程的导流效应则压缩了沙丘背风坡的回流区;轨道间的道碴增大了铁路表面的粗糙度,在轨道间有少量沙粒沉积,而路基工程两侧则有大量积沙;铁路表面的积沙量与摩阻风速呈现出非线性关系,随着摩阻风速的增大,路基工程沙粒沉积的增加速度大于风蚀能力的增加速度,而桥梁工程则正好相反.在防止风沙危害铁路方面,设置桥梁工程明显优于路基工程.本研究为风沙运动对铁路工程的影响提供了理论支持,也为今后的铁路工程设计提供了新的思路与研究工具. 相似文献
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粘贴于受弯基体表面的光纤布拉格光栅传感器测量应变与基体真实应变之间存在误差,因此研究光纤布拉格光栅传感器的变形机理、分析测量应变与真实应变之间的关系是目前的研究热点.首先研究光纤布拉格光栅传感器与基体之间的相互作用机理,然后,利用有限元解、实验值和理论解进行对比验证,并分析产生误差的原因.最后,通过参数分析研究弹性模量、厚度、粘结长度等参数对光纤布拉格光栅传感器测量效果的影响.结果表明有限元解、实验值和理论解具有相同的变化趋势,有限元解与理论解的误差在2%以内,测量值与理论解的误差在7%以内.平均应变传递率随着基体弹性模量的增大、粘结长度的增长而逐渐增大,随粘结层弹性模量的减小、粘结层厚度的增大而逐渐减小.该理论对应用于受弯基体应变测量的光纤布拉格光栅传感器的设计具有一定的指导意义. 相似文献
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Due to their special polar structure, amphiphilic molecules are simple to process, low in cost and excellent in material properties. Thus, they can be widely applied in the preparation of functional film materials and bionics related to cell membranes. Therefore, amphiphilic organic semiconductor materials are receiving increasing attention in research and industrial fields. The structure of organic amphiphilic semiconductor molecules usually consists of three functional parts: a hydrophilic group, a hydrophobic group, and a linking group between them. The adjustment of their correlation to achieve the target performance is particularly important and needs experimental discussion regarding synthetic methodologies. In this work, we focused on the engineering of a substituent alkyl-chain, and an amphiphilic functional molecule (benzo[b]benzo[4, 5] thieno[2, 3-d]thiophene, named CnPA-BTBT, n = 3–11) was proposed and synthesized. This molecule links the hydrophobic semiconductor backbone and hydrophilic polar group through alkyl chains of different lengths. Fundamental properties were investigated by nuclear magnetic resonance (NMR) and ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis) to conform the structure and the band gap properties of the designed organic semiconductor. Thermodynamic features were investigated by thermogravimetric analysis (TGA) and corresponding differential thermal gravity (DTG), which indicate that the functional molecule CnPA-BTBT (n = 3–11) has a great stability in ambient conditions. Moreover, the results show that the binding ability of the amphiphilic molecule to water molecules was regulated by the odd-even alternating effect of the alkyl chain and the intramolecular coupling with BTBT. Furthermore, differential scanning calorimetry (DSC) and polarized optical microscopy (POM) were used to study the material properties in detail. As the length of the alkyl chain increased, the functional molecule CnPA-BTBT (n = 3–11) gradually changed from "hard" species with no thermodynamic changes to a transition one with a pair of thermodynamic peaks, and eventually to a "soft" one as a typical liquid crystal with clear observation of Maltese-cross spherulites. The cooling and freezing points were further studied, and the values and trends of their enthalpy and corresponding temperature fluctuated and alternated due to the volume effect, odd-even alternating effect, flexibility, and other functions of the alkyl chain. Three molecular models were proposed according to the thermodynamic study results, namely the brick-like model, transition model, and liquid crystal model. This work presents in-depth discussion on material structure and corresponding thermodynamic properties, and it is an experimental basis for the design, synthesis, optimization, and screening of target performance materials. 相似文献