明渠紊流中淹没柔性植被流固耦合大涡数值模拟

水生植被广泛存在于天然河道、湖泊及湿地,是河流生态系统的重要成分.它通过改变明渠水流时均及紊动结构来改变河道水流阻力,并在水流作用下发生弯曲和摆动,形成复杂的流固耦合作用.研究柔性植被在水流作用下的运动响应,能够更精确地解析植被的阻水效应.本文采用基于嵌入式迭代浸入边界法的高效能三维紊流计算程序CgLes,开展流固耦合数值模拟,研究柔性植被在水流作用下的弯曲及运动响应,分析植被涡激振动特性及水流阻力规律.模拟结果表明,植被运动以展向摆动为主导,植被刚度对植被运动轨迹和摆动周期有显著影响,进而影响植被的阻水规律.在水动力条件相同的情况下,植被的摆动周期与植被的弹性模量有关,且不受流场影响.随着刚度系数增大,植被运动模式从准周期性摆动变成周期性摆动,最终发展为刚性情况下的静止直立状态;植被刚度较大且间距较小时,植被存在逆流向弯折现象;在刚度较大时,柔性植被随着水流而摆动,抑制流速发展;但是当柔性植被刚度较小时,植被接近倒伏,明渠的平均流速对比刚性植被情况增大;本文算例中植被刚度对平均流速的影响最大约为2.47%.植被间距对植被的下弯幅度影响较小,但对展向摆幅作用显著;平均流速随植被间距增大...     

近60 a来内蒙古降水量时空变化分析

利用内蒙古自治区101个气象站点1960—2018年的逐月降水量数据,采用距平法、Mann?Kendall突变检验、滑动T检验和小波分析法,讨论全区降水量变化趋势、突变、周期及时空变化格局.结果表明:近60 a平均降水量为330.1 mm,以0.56 mm/10 a的速率缓慢上升,但季节分配极不均匀,主要集中在夏季,占...     

弹性支撑斑海豹胡须模型单自由度流致振动实验研究

斑海豹依靠其具有波状外形的胡须,可感知猎物尾迹流场中的涡流,进而循迹追踪.对斑海豹胡须感知涡流特征的机制进行研究具有重要的科学意义和应用价值.本文根据斑海豹胡须的外形参数,制作了1:30的实验模型,在水槽中研究了均匀流场和尾迹流场中单个胡须模型和胡须模型阵列的单自由度流致振动特性,分析了模型振动响应与涡流特征的关联.结...     

回转体头部通气入水流场演化与载荷特性数值预报研究

地下硐室作为爆炸危险物的隐蔽贮藏空间,有潜在的内爆炸风险。为研究内爆炸作用下硐室围岩的动态响应机制,提出了一种基于岩石HJC （Holmquist-Johnson-Cook）模型和节理内聚力单元的损伤-虚拟裂纹模型。分析了模拟方法的可靠性,并在此基础上,通过多物质ALE算法对球形硐室内爆炸过程进行数值模拟,分析了围岩损伤范围和分区破坏规律。研究表明：插入内聚力单元弥补了HJC模型无法模拟低静水压力下张拉破坏的不足,且尺寸效应易于处理。模拟方法同时考虑了岩体内张拉裂纹的扩展和岩石材料的塑性损伤,能够真实地反映岩石破坏的全过程。以红砂岩为例,根据数值模拟结果,填实（耦合装药）爆炸时围岩分区破坏规律明显,破碎区比例半径为0.26 m/kg^1/3、裂隙区比例半径为0.47 m/kg^1/3。随着硐室尺寸的增大,空气的间隔作用可以减小爆炸荷载对围岩的损伤作用,比例半径达到0.52 m/kg^1/3时,可以实现爆炸荷载的完全解耦。     

水电站多元场景水下智能巡检关键技术与实践

针对运行期水电站多元场景下复杂结构与环境水下检查的重大难题和迫切需求,以雅砻江流域梯级电站为典型场景,对比分析水电站水下检测环境与海洋开放水域场景的差异,该文提出了复杂场景下水工建筑物水下智能巡检实施的技术路径,构建了水下检测机器人系统装备、超长距离水下供电与通信、水下精确导航与定位、大断面快速精细检测、巡检过程实时监控和缺陷信息智能分析等关键技术体系,进而形成水工建筑物多元应用场景的系统解决方案。该文重点在典型水工隧洞结构和高山峡谷区半开放水域开展多元化应用实践,实现了水工建筑物智能巡检与安全管控,提升了流域梯级电站电力生产经济效益,大幅降低了传统检测成本。该研究成果与实践经验可促进水电枢纽水下智能巡检技术发展,具有重要的行业推广意义。     

EAST八对电流引线罐支撑结构的优化设计与分析

随着EAST高温超导电流引线的技术升级,针对电流引线罐内支撑结构重新进行了优化设计,开展了罐内支撑结构的稳定性分析,最后根据分析结果确定了最优设计方案。针对优化设计后的电流引线罐进行测试,表明其支撑结构可以更好地保证电流引线的安全与稳定。     

金属性Ni3N纳米粒子的制备与乙二醇电氧化性能

利用小分子电催化氧化反应耦合水解制氢不仅有助于降低阳极反应过电位,提高析氢反应(HER)效率,而且产生高附加值的化学品,是提升电催化水分解性能的有效策略.其关键是开发具有高导电性和低氧化电位的非贵金属电催化剂.以Ni(OH)₂纳米片为前驱物,通过退火氮化工艺,制备了具有低氧化电位和高导电性的金属相Ni₃N纳米颗粒(Ni₃N-NPs).与Ni(OH)₂相比,Ni₃N-NPs具有较小的法拉第电阻,更低的氧化电位(1.36 V时达到10 mA·cm^-2),较小的Tafel斜率(29 mV·dec^-1),表现出更好的乙二醇(EG)电催化氧化性能.在1.36 V时,Ni₃N-NPs电催化氧化EG生成甲酸盐的法拉第效率高达91.16%.通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)对反应前后Ni₃N-NPs结构进行详细表征发现,在电催化EG氧化过程中,Ni₃     

8-氨基喹啉-5-磺酸-示波计时电位法快速测定天然水体中锌形态

报道了8-氨基喹啉-5-磺酸(简称8-AQS)-示波计时电位法分别在酸性和碱性条件下测定了天然水样中的锌浓度,发现在酸性下测定的是无机不安定态锌c(Zni),而在碱性下测定的是总溶解态锌c(Zna)。并用该法测定了酸消化水样中的总锌c(ZnT),由c(Zna)-c(Zni)间接得到有机安定态c(Zn0),c(ZnT)-c(Zna)得到颗粒态酸溶态锌c(ZnT),据此可以实现对五种锌形态的区分。测定了10多个实际水样,与经典的离子交换-AES方法进行了对照,结果基本一致。