郑州地下水均衡试验场的改建工程——主要测试设施与数据自动化采集

郑州地下水均衡试验场的改建,是由中国地质环境监测院主持的国家地下水监测工程中地下水均衡试验场的改建项目之一,由河南省环境地质监测院具体负责实施。科学技术的发展,为试验场观测数据采集的自动化奠定了良好基础。试验场数据采集需要自动化的有:3m高主杆气象站测试系统;太阳全辐射、太阳净辐射、太阳直射观测仪,E—601蒸发仪,5TM含水率、温度传感器,自动补水仪,负压测量仪。除后两项外,其他需要数据采集仪器已经市场化。后两项是作者的发明与实用专利。自动补水仪是用来模拟地下水位埋深的设备,它是以传统的马里奥特瓶补水原理为基础,采用控制电路使其可以自动补给因蒸发而消耗的水量,同时还可以记录降水的历时过程。负压测量是利用空气运动黏度约大于水运动黏度的15倍这一特性,即当水刚通过多孔瓷头时,气体不能通过多孔瓷头,据此设计了在包气带中能测定负压的传感器。数据采集则应用了惠斯登电桥平衡的补偿原理。由于控制、供电、采集数据的电缆过多,因此数据自动化采集系统应用了三级采集、逐级集成的方案。     

三维定常Navier—Stokes方程有限元解法

在P．A．Raviart的书中，研究了定常Navier-Stokes方程的有限元解法，并具体给出在二维情形下符合收敛条件的有限维子空间的构造。本文讨论带有柯氏力的如下定常Navier-stokes问题(Ⅰ)的有限元解法，给出在三维情形下符合收敛条件的有限维子空间的构造，把前者结果推广到三维情形。     

不规则波在抛石基床中的渗流对墩柱的作用

本文应用有限元数值分析方法求解了不规则波作用下抛石基床上圆柱墩底部的渗流力.抛石基床内的渗流阻力采用了非线性的Forchheimer方程,同时还考虑了基床以外海床土内的渗流特性.为了验证所得到的数值解,进行了模型试验,两者吻合良好.应用所编程序,进行了大量计算以研究一些主要参数的影响.文中还对不规则波与规则波作用下渗流力的比值作了较为深入的分析,对此比值得到了一个可供工程实际应用的简化计算模式,从而可以简化不规则波作用下渗流力的计算.     

冰排在锥面上的断裂长度

依据简化的窄锥冰力模型给出了冰排在锥面上弯曲断裂长度的分析解和无量纲参数（长厚比k)形式给出的结果。由此方法可得到与现场观测结果大体吻合的理论预测值。根据分析解，相关影响因素主要是冰排爬坡的阻力；取决于坡角和接触表面性质；其次是极限破坏时的接触宽度，与相互作用的过程相关，与相近分析模型的解及国外模型试验结果进行比较，说明提出的方程适用的主要范围是窄锥结构，并应满足弯曲变形的小挠度条件。     

海冰静力作用的特点及几种典型结构的冰力模型试验

海冰静力作用的重要特点是它对结构破坏程度的严重性以及对环境和结构条件的敏感性。冰力模型试验是流体模型试验,又是材料模型试验,所以要遵循特殊的模型律。本文介绍的几项冰力模型试验不仅证实了常被设计者忽略的直立桩柱前冰排的挤压破坏中常不同程度地包括有压屈破坏的成分,而且也证实了直立墙前冰排主要是压屈破坏,斜墙前冰排主要是弯曲破坏。同时给出了这些结构上冰力的量值。     

高基床顶墙波压强分布实验研究

本文通过实验,论述了高基床顶墙与波浪相互作用的机理,提出顶墙水平及垂直分布压强变化规律和新见解,本文结果已被农业部渔港斜坡式防波堤规范采用.     

大型负压桩的上拔阻力

在关于负压桩的模型试验和设计方法开发研究过程中,发现现有文献多烽仅涉及了设计问题的一个或少数几个方面,本文则试图建立一个综合一致的方法。上拔阻力为桩的重量,外部附着力（摩擦力）和内阻力之和,后者包括了负压效应和浮力,对于某一高度开口的桩,内阻力的一个极限可看内壁与土塞间的剪切力,对粘土,它与桩顶下的负压共同作用,对于沙土,或者更角地说在任何在充分排水状态下,它由筒仓效应（Ｓｉｌｏｅｆｆｅｃｔ）确定     

振荡流作用下圆柱体结构的水动力特性研究

圆柱绕流作为流体力学领域中的经典问题,近年来得到了广泛的关注和研究。开展振荡流下二维圆柱的水动力特性和漩涡发放形态研究将为认识和理解圆柱绕流特性提供重要参考。基于RANS方程,采用k-ωSST湍流模型,首先通过对比雷诺数10 000时均匀流下的受迫振动试验数据,验证了研究方法的可行性,进而开展了振荡流下圆柱绕流的数值模拟,对比讨论了5种KC数下流体力系数变化情况及漩涡脱落模式,并开展了升力系数时历分析。结果表明:在低振幅、低频率下,小KC数时激励力系数变化较大,大KC数时流态趋向于均匀流,激励力系数变化较小。在大KC数时可以观察到较为明显的2S脱落模式,升力系数在每一周期内出现两次振幅调制现象,小KC数时流体变化较快,规律性相对较弱。     

惯性技术视角下动态重力测量技术评述(一):比力测量与载体动态的影响

重力测量系统中测量的重力,即重力加速度,是一种特殊的加速度,因而重力传感器是一种特殊的加速度计。在动态场合,现代重力仪一般采用基于陀螺仪构建的各种平台为重力传感器提供姿态基准。因此采用加速度计和陀螺仪这些惯性元件的动态重力测量系统可以看做是惯性技术的一种具体应用。从惯性技术的角度对动态重力测量的理论和现状进行了分析。首先介绍了在地球表面附近进行重力测量时涉及的参考坐标系。然后详细推导了动态重力测量的基本理论,即比力测量理论,指出比力方程是动态重力测量和惯性导航的共同基础。最后对不同载体对动态重力测量系统的影响与要求进行了分析。