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《兰州大学》 2008年
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平坦床面上风雪流运动的力学机理分析

张洁  
【摘要】: 根据床面雪粒粘连程度的不同,建立不同的起动模型,并讨论温度在-30°C-0℃的范围内,起动风速与粒径、温度以及积雪时间的关系。结果表明:当其他因素不变时,临界起动风速随着雪粒粒径的增大而增大;在一定积雪时间内,临界起动风速随时间增加而增加,最终达到一个稳定的值;在温度低于零度时,临界起动风速随雪表温度的增大而增加。 建立单颗雪粒的运动模型,分别讨论了在不同情况下各种因素对雪粒运动轨迹的影响。结果表明:除重力和拖曳力外,saffman力、magnus力、静电力以及运动随机性对雪粒的运动也有重要的影响,并且随着风速、雪粒粒径、密度的变化各因素的影响程度也发生不同程度的变化。 基于对雪粒起动、运动机理的分析,结合初速度分布函数,建立稳态的风雪流计算模型,并对稳定状态下的风雪流结构进行分析,将分析的结果与风洞试验的测量值进行了比较,结果显示:风雪流发展稳定后,运动雪粒对风场有较为明显的修正作用;稳定状况下雪粒的数浓度和水平质量通量均随高度呈负指数分布,并且在考虑saffman力、magnus力以及静电力以后计算结果更接近实测值。当运动随机性较大时,其对雪粒的数浓度和水平质量通量的计算结果会有明显影响。 通过击溅函数模拟了风雪流的发展过程,讨论了不同风速下风雪流发展时间的变化,模拟所得的稳定状态下的输雪通量与实验结果吻合较好。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:O35

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 邓洪超;刘腾云;;强吹除雪气固两相流流场数值模拟分析[J];肇庆学院学报;2013年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 吕晓辉;风雪两相流的风洞实验研究[D];兰州大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 韩凯;雪粒形状对风雪流发展过程影响的数值模拟研究[D];兰州大学;2010年
2 刘腾云;冷吹除雪机气固两相流数值分析[D];吉林大学;2012年
3 桑嘉宾;混合粒径风雪流运动的数值模拟[D];兰州大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王中隆;中国积雪、风吹雪和雪崩研究[J];冰川冻土;1988年03期
2 米德生;《中国冰雪冻土图》(1:400万)的编制[J];冰川冻土;1990年02期
3 王中隆,白重瑗,陈元;天山地区风雪流运动特征及其预防研究[J];地理学报;1982年01期
4 王中隆,潘遐华,刘贤万;路堑和隧道风雪流的风洞模拟实验研究[J];地理学报;1988年03期
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 史社裕;白增飞;李炳;;风蚀沙埋对毛乌素沙地植物的影响及其防治[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年15期
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3 武俊瑛;高永;秦艳;惠彦君;;浑善达克沙地公路固沙带防沙效益分析[J];安徽农业科学;2009年03期
4 武俊瑛;高永;汪季;秦艳;惠彦君;;浑善达克沙地公路沙害防治——高立式柳条沙障设置研究[J];安徽农业科学;2009年14期
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6 要洁;魏立涛;常春平;;农田风沙流结构中风蚀物粒度特征的变化[J];安徽农业科学;2012年21期
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8 毛东雷;;2010年策勒沙漠前沿一次大风风沙活动过程研究[J];现代农业科技;2011年14期
9 毛东雷;;策勒绿洲—沙漠过渡带风沙前沿风沙流结构研究[J];现代农业科技;2011年15期
10 王彦龙;天山伊犁河上游季节性积雪的变质作用[J];冰川冻土;1982年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 牛小强;;基于计算机数值重构的火灾图痕研究[A];2010中国消防协会科学技术年会论文集[C];2010年
3 刘旭升;臧润清;孙志利;;直接膨胀供液制冷系统性能可视化研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
4 孙海权;王裴;;喷射混合数值模拟研究[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
5 黄宁;郑晓静;;风沙运动力学机理研究的历史、进展与趋势[A];第三届全国力学史与方法论学术研讨会论文集[C];2007年
6 刘坤;柏劲松;李平;;Application of particle trajectory model in 1D planar ejection[A];Proceedings of the 9th National Conference on Rheology[C];2008年
7 李应硕;介冬梅;;长春市城区大气降尘的特征研究[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集(下)[C];2008年
8 宋振鑫;邵亚平;;东亚沙尘气溶胶的数值模拟和预报[A];新世纪气象科技创新与大气科学发展——中国气象学会2003年年会“大气气溶胶及其对气候环境的影响”分会论文集[C];2003年
9 黄慰军;黄镇;崔彩霞;冯志敏;李秦;王蕾;;新疆雪密度时空分布及其影响特征研究[A];中国气象学会2007年年会气候变化分会场论文集[C];2007年
10 张善强;苗东;;河南暴雪日数与海温、积雪年际变化及相应关系[A];中国气象学会2007年年会气候学分会场论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴益民;低矮房屋风载特性的实测及风洞试验研究[D];湖南大学;2010年
2 王则力;多相流全尺度直接数值模拟方法及应用[D];浙江大学;2010年
3 倪建军;气流床气化炉及其辐射废锅内的多相流动、传热与熔渣行为研究[D];华东理工大学;2011年
4 刘立安;东营凹陷古近系孔一段—沙四下亚段碎屑岩沉积特征与成因研究[D];中国地质大学(北京);2011年
5 张宁;风沙在防风网遮护区的跃移运动可视化观测[D];大连理工大学;2011年
6 周强;基于离散元方法的颗粒材料热传导研究[D];大连理工大学;2011年
7 任珊;两种反馈机制作用下风沙跃移运动的数值模拟[D];兰州大学;2011年
8 王萍;非定常风场中的风沙流演化过程研究[D];兰州大学;2011年
9 白旸;巴丹吉林沙漠高大沙山的内部结构及形成过程研究[D];兰州大学;2011年
10 李恩菊;巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠沉积物特征的对比研究[D];陕西师范大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 廖国瑞;降雨过程中不同粗糙度土表微地貌特征演变与三维模型的建立[D];华中农业大学;2010年
2 金辉;气流干燥管内气固两相流动与传热特性的数值模拟研究[D];华中农业大学;2010年
3 王发辉;基于FLUENT的干法磁分离机理的数值模拟[D];河南理工大学;2010年
4 郭晓宁;青海高原近50a来雪灾特征研究[D];兰州大学;2010年
5 唐志燕;埃塞俄比亚提格雷土地荒漠化综合防治研究[D];中南林业科技大学;2009年
6 杨晓春;面向孔表面气粒两相强制环流光整加工数值模拟和实验研究[D];太原理工大学;2011年
7 张国瑞;省煤器灰斗结构对电站煤粉锅炉烟气的预除尘性能研究[D];北京交通大学;2011年
8 姬生勋;黄泛沙地不同土地利用类型土壤风蚀规律及影响机制[D];山东农业大学;2011年
9 颉登科;准朔铁路工程风力侵蚀规律研究[D];北京交通大学;2011年
10 陈君龙;瓦斯抽采钻孔除尘技术与装置研究[D];河南理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李培基,米德生;中国积雪的分布[J];冰川冻土;1983年04期
2 米德生;《中国冰雪冻土图》(1:400万)的编制[J];冰川冻土;1990年02期
3 李培基;积雪大尺度气候效应综述[J];冰川冻土;1993年04期
4 李成榕;吕玉珍;崔翔;杜小泽;程养春;王璋奇;艾欣;肖湘宁;;冰雪灾害条件下我国电网安全运行面临的问题[J];电网技术;2008年04期
5 袁竹林,徐益谦;用拉格朗日法对气固两相流动的数值模拟[J];发电设备;1997年06期
6 王健,王钢,林敬东;我国除雪机械现状及发展趋势[J];呼伦贝尔学院学报;2005年02期
7 王振;国内除雪除冰机械现状刍议[J];工程机械;2002年07期
8 李久生,马福才;喷嘴形状对喷洒水滴动能的影响[J];灌溉排水;1997年02期
9 陈晓光,李俊超,李长林,刘健;风吹雪对公路交通的危害及其对策研讨[J];公路;2001年06期
10 马高生;黄宁;;风雪流临界起动风速的研究[J];兰州大学学报;2006年06期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 程易;气固两相流动数值模拟及其非线性动力学分析[D];清华大学;2000年
2 张锐;粗煤粉分离器的三维气固两相流动研究[D];吉林大学;2004年
3 应成亮;公路风吹雪雪害防治技术研究[D];吉林大学;2007年
4 席建锋;公路风吹雪雪害形成机理及预测研究[D];吉林大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 王显祎;公路风吹雪的成因机理分析[D];东北林业大学;2003年
2 赵爱娃;冷气体动力学喷涂制备功能涂层射流场数值研究[D];大连理工大学;2005年
3 曹晴云;CFB锅炉旋风分离器内气固两相流动的数值模拟[D];中国石油大学;2008年
4 汪礼;常用湍流模型适用性分析及翼型VOF数值模拟[D];华中科技大学;2007年
5 罗华云;某型吹扫风机车载系统设计及试验研究[D];电子科技大学;2009年
6 韩凯;雪粒形状对风雪流发展过程影响的数值模拟研究[D];兰州大学;2010年
7 刘腾云;冷吹除雪机气固两相流数值分析[D];吉林大学;2012年
8 郝礼书;合成射流致动器的设计研究[D];西北工业大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 邓洪超;刘腾云;;强吹除雪气固两相流流场数值模拟分析[J];肇庆学院学报;2013年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘腾云;冷吹除雪机气固两相流数值分析[D];吉林大学;2012年
2 王健威;草原灭鼠毒饵喷撒机气力输送系统数值计算与结构优化[D];内蒙古农业大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王文颖;消息报道[J];冰川冻土;1980年03期
2 王文颖 ,王中隆 ,仇家琪;从“运动中的雪讨论会”看国际积雪研究[J];冰川冻土;1980年03期
3 张志忠;天山巩乃斯河谷公路雪崩防治研究的初步结果[J];冰川冻土;1981年04期
4 施雅风,王宗太,刘潮海;中国冰川目录的进展与问题[J];冰川冻土;1982年02期
5 王彦龙;天山伊犁河上游季节性积雪的变质作用[J];冰川冻土;1982年02期
6 施雅风,白重瑗;冰雪资源的利用[J];冰川冻土;1983年01期
7 李培基,米德生;中国积雪的分布[J];冰川冻土;1983年04期
8 曹梅盛,冯学智,金德洪;积雪若干光谱反射特征的初步研究[J];冰川冻土;1984年03期
9 王平;我国冰川的雪冰化学研究[J];冰川冻土;1986年01期
10 张志忠;天山巩乃斯河谷季节性积雪的温度及其与土冻深的关系[J];冰川冻土;1987年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘洪鹄,林燕;中国风雪流的变化趋势和时空分布规律[J];干旱区研究;2005年01期
2 王中隆,潘遐华,刘贤万;路堑和隧道风雪流的风洞模拟实验研究[J];地理学报;1988年03期
3 汤懋苍;《中国风雪流及其防治研究》评价[J];中国沙漠;2002年02期
4 董宜民,郭志;谈积雪地区公路路基横断面设计应注意的几个问题[J];黑河科技;1998年04期
5 李铁;;破解天山“风雪流”治理难题[J];科学大观园;2002年11期
6 王文颖 ,王中隆 ,仇家琪;从“运动中的雪讨论会”看国际积雪研究[J];冰川冻土;1980年03期
7 王中隆,白重瑗,陈元;天山地区风雪流运动特征及其预防研究[J];地理学报;1982年01期
8 王初一,王中隆,陈世功;天山公路防风吹雪土石型工程及其效应[J];冰川冻土;1987年S1期
9 王中隆,李长治;艾肯达坂风雪流形成机制及其治理[J];中国沙漠;1995年02期
10 于秀丽,李楠;浅谈寒冷地区公路雪害及其防治[J];黑河科技;2003年02期
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 记者 李忱;新疆塔城“老风口”建成绿色林网[N];人民日报;2000年
2 刘华;塔城公路管理局筑起公路高效服务网[N];新疆日报(汉);2011年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 吕晓辉;风雪两相流的风洞实验研究[D];兰州大学;2012年
2 赵国平;公路挡雪墙防风阻雪作用机制研究[D];北京林业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 桑嘉宾;混合粒径风雪流运动的数值模拟[D];兰州大学;2012年
2 王仁可;微地表形态下风雪流运动的数值模拟[D];兰州大学;2014年
3 韩凯;雪粒形状对风雪流发展过程影响的数值模拟研究[D];兰州大学;2010年
4 张洁;平坦床面上风雪流运动的力学机理分析[D];兰州大学;2008年
5 刘晓述;风雪流运动对屋面积雪荷载分布影响数值模拟分析[D];沈阳建筑大学;2013年
6 官正荣;风雪地区公路选线及路基工程抗雪害技术研究[D];西南交通大学;2010年
7 洪财滨;典型形式大跨度屋盖风致雪漂移的数值模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
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