空气动力学粗糙度的物理与实践意义

空气动力学粗糙度是风沙边界层的一个重要参数。文章回顾了空气动力学粗糙度概念的由来;用流体力学的量纲分析法和数学方法,从两个不同的角度推导了空气动力学粗糙度;阐述了空气动力学粗糙度的物理与实践意义;简明介绍了空气动力学粗糙度的分类和各种不同下垫面空气动力学粗糙度的主要研究成果,就目前研究中存在的问题、研究趋势等方面做了探讨。     

北京城区气温变化特征

利用1975—2012年朝阳、海淀和丰台气象站年平均气温、最高和最低气温及降水资料研究北京城区气温变化特征。结果表明:1北京气温近40年来增温显著,年平均、最高和最低气温增温率分别为0.445、0.33、0.5℃/10a。北京近年来的增温以20世纪90年代和21世纪初最为显著。2用M-K方法检验北京气温存在跃变现象,平均、最高和最低气温的跃变时间分别为1992、1992、1991年。3跃变后比跃变前年平均最低气温上升幅度最大,达1.1℃;平均气温次之达1.0℃;最高气温上升达0.8℃。4跃变后比跃变前高温日数增加,冷的日数减少,即跃变后气温达到更暖阶段。降水在跃变后比跃变前减少,即降水和气温变化呈反位相向分布。     

北部湾盆地北部坳陷新生代断裂发育过程研究

北部湾盆地北部坳陷是北部湾地区重要的油气产区,其新生代沉积盆地演化以及坳陷发育过程受边界断层发育的控制。为了阐明新生代断裂系统发育及其对沉积的控制作用,结合构造应力场研究分析了盆地断裂系统的动力学成因,利用正断层位移-长度法研究了几条边界断层的发育过程,编制不同时期沉积厚度图印证了凹陷沉降中心的迁移过程及其与断裂发育的匹配关系。认为四条主干断层分别具有不同的活动时期和各自的活动中心,同时控制了不同的沉积凹陷的发育。     

基于FAST-1新型高强快速锚固剂的筋-浆-岩黏结性试验

为了研究FAST-1新型高强快速锚固剂的锚固性能及最佳锚固长度,通过连续荷载作用下的极限拉拔试验,从多个方面研究了基于FAST-1新型锚固剂的筋-浆-岩体系的黏结性能。研究发现：该新型锚固剂具有早期强度高的特点,24 h即可达到设计强度;其水料比在一定范围内（0.22~0.31）会影响拉拔过程中锚固结构的破坏模式,水料比越小,黏结强度越大,但流动性也越差;锚固剂对岩层的黏结性能大于锚索,增加锚索与浆液固结体的接触面积可有效提高锚固性能。笔者选用拟合效果较好的连续曲线模型求取相对滑移,有效反映不同界面的黏结性能;优选有效的筋-浆长度计算方法,得出锚固长度与锚体长度相关,建议锚固长度取值10.0d~15.0d（d为锚索直径）。     

Muskingum法及其分段连续演算的若干理论探讨

根据水力学原理和洪水波运动理论,通过对Muskingum法的关键参数X与特征河长、扩散波动力方程和运动波数值扩散之间关系的分析,给出了X更为全面的物理解释;证明了Muskin gum法槽蓄方程是扩散波动力方程近似的表达;指出了Muskingum法演算公式在一定条件下是扩散波方程的二阶精度解。讨论了Muskingum法的使用条件和分段连续演算的必要性;应用Z 变换方法导出了Muskingum法的分段连续演算的汇流系数公式。     

锚固长度对加锚边坡地震动力特性的影响

现场调查发现,框架锚杆支护的边坡其地震稳定性要比采用挂主动网防护和锚喷支护的边坡优越.采用拟静力法对汶川震区内锚杆支护边坡的地震稳定性进行检算后得知,地震作用下边坡的安全系数随锚杆长度的增加而增大.利用FLAC3D分析了地震作用下锚杆长度对边坡动力特性的影响.结果表明:锚固措施能有效抑制坡表加速度的放大作用,且PGA放大系数随锚杆长度的增加而减小,但在锚杆长度相差不大的情况下,PGA放大系数差异很小.地震作用下锚杆支护边坡的水平峰值位移出现在边坡坡顶,随着锚杆长度的增加,边坡的水平峰值位移沿坡高明显减小.锚杆轴力在地震作用下放大显著,且锚杆的长度越长,其在地震作用下的轴力越小.     

大规模风电场建成后对风能资源影响的研究

考虑了千万千瓦级风电基地建成后风电机群对近地面层风速的影响,采用Frandsen研究了大规模风电场内部风速损失时所使用的方法,在内边界层已经充分发展成新边界层的区域内,对轮毂高度65m处风速Uh进行了计算。结果表明,风电场建成后研究区内,风速Uh与未建场时的65m风速U0相比变小,存在风速损失,该风速损失随着U0的增大而减小,与风电机的推力系数CT性质有关;大规模风电场建成后,Uh在3～20m.s-1范围内的平均风功率密度与未建场时U0在此范围内的平均风功率密度相比损失约为58.45%,这与建场地区建场前65m处风速值大小以及各风速值出现的概率有关。     

Wind profiles,momentum fluxes and roughness lengths at Cabauw revisited

We describe the results of an experiment focusing on wind speed and momentum fluxes in the atmospheric boundary layer up to 200 m. The measurements were conducted in 1996 at the Cabauw site in the Netherlands. Momentum fluxes are measured using the K-Gill Propeller Vane. Estimates of the roughness length are derived using various techniques from the wind speed and flux measurements, and the observed differences are explained by considering the source area of the meteorological parameters. A clear rough-to-smooth transition is found in the wind speed profiles at Cabauw. The internal boundary layer reaches the lowest k-vane (20 m) only in the south-west direction where the obstacle-free fetch is about 2 km. The internal boundary layer is also reflected in the roughness lengths derived from the wind speed profiles. The lower part of the profile (< 40 m) is not in equilibrium and no reliable roughness analysis can be given. The upper part of the profile can be linked to a large-scale roughness length. Roughness lengths derived from the horizontal wind speed variance and gustiness have large footprints and therefore represent a large-scale average roughness. The drag coefficient is more locally determined but still represents a large-scale roughness length when it is measured above the local internal boundary layer. The roughness length at inhomogeneous sites can therefore be determined best from drag coefficient measurements just above the local internal boundary layers directly, or indirectly from horizontal wind speed variance or gustiness. In addition, the momentum and heat fluxes along the tower are analysed and these show significant variation with height related to stability and possibly surface heterogeneity. It appears that the dimensionless wind speed gradients scale well with local fluxes for the variety of conditions considered, including the unstable cases.     

银硐子—大西沟特大型银多金属矿床中重晶石岩类特征及成岩成矿作用

本文通过对银硐子特大型银多金属矿床中重晶石岩类的岩石学、矿物学、地球化学等特征研究和总结, 认为本区重晶石岩类是由热水流体同生沉积作用形成的。热水成岩成矿作用方式有两种, 重晶石单矿物岩成分纯度高, Ｂａ Ｓ Ｏ４ 的含量为 ７７２９％ ～９９３７％ , 其他成分混入少, 以热水快速化学沉淀的方式同生沉积形成; 重晶石岩类及银多金属矿石中, Ｂａ Ｏ（５６９％ ～２９０６％ ）、 Ｓｉ Ｏ２、 Ａｌ２ Ｏ３、 Ｆｅ２ Ｏ３ 、 Ｆｅ Ｏ、 Ｎａ２ Ｏ、 Ｓ、 Ｃｕ、 Ｐｂ、 Ｚｎ、 Ａｇ 等含量高, 是不同成分、性状热水混合触发的层流体系失稳造成矿质大量骤沉, 热水混合同生沉积作用形成了重晶石岩类及银多金属矿层。     

峡谷区建坝高度对近坝区风场特性的影响

在复杂地形、副热带高压和季风天气等因素共同影响下,高山峡谷区内风场复杂多变,极易形成“狭管效应”,进而导致灾害性大风,对大型工程施工与运行造成较大影响。本文基于流体力学基本原理,采用标准k－ε紊流模型以及PISO（Pressure Implict with Splitting of Operator）算法,以白鹤滩水电站区域发生7级北风为典型计算工况,研究了大坝建坝过程中近坝区风速场变化规律和建坝对风速场的影响范围。成果表明:坝体的阻挡作用使风速场在坝顶处产生绕流分离和风场抬升,在建坝高程以下形成低风速区;建坝高程650 m与750 m时,缆机平台范围内风速约15～16 m/s,大坝下游风速垂直分布显著影响区河道长度分别为4.4H_t和4.5H_t（H_t为建坝高度）;坝顶处风速场显著影响高度分别为2.0H_t和3.0H_t。大坝蓄水至正常蓄水位825 m高度时,大坝下游风场显著影响区河道长度为8.0倍坝高（2.3 km）,最大影响河道区长度为30.4倍坝高（8.8 km）;坝顶影响高度达到1500 m高度左右,约3.5倍坝高。