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《灌叢沙堆表面壓力分布特征的實驗研究(1)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟(jì)具有一定實用價值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果灌叢沙堆表面壓力分布特征的實驗研究(1)摘 要: 風(fēng)成沙丘表面壓力分布特征直接反映沙丘表面風(fēng)蝕風(fēng)積特點,因而是研究沙丘表面地貌過程的重要依據(jù)。依據(jù)風(fēng)沙運動實驗相似性理論,以新疆和田河流域?qū)崪y檉柳沙堆為基礎(chǔ),按一定比例縮小制作成四組模型,選用起沙風(fēng)速區(qū)間在6~1m/s的5組不同風(fēng)速分別對四組模型在風(fēng)洞中作純氣流表面壓力的模擬實驗。結(jié)果表明,無植物覆蓋的半球形沙堆和圓錐形沙堆的表面壓力分布特征存在著較大差
2、異,其中半球形沙堆迎風(fēng)坡下部有較明顯反射渦流,丘頂存在高壓剪切氣流區(qū)域,圓錐形沙堆則不存在這種風(fēng)壓變化,此外半球形和圓錐形沙堆兩翼的高低壓風(fēng)蝕區(qū)域分布特點也不一致。人工“植物”引發(fā)的沙堆丘頂和背風(fēng)坡區(qū)域表面風(fēng)壓的顯著變化有利于截留沙塵、保護(hù)沙堆免受風(fēng)蝕并促進(jìn)沙堆增長。關(guān)鍵詞: 人工植被 灌叢沙堆 風(fēng)洞實驗 表面壓力課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對實驗條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?。從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟(jì)具有一定實用價值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是
3、博士生必須有創(chuàng)新性的成果灌叢沙堆是干旱地區(qū)沙漠、半干旱半濕潤沙地和沙質(zhì)海岸帶常見的一種生物風(fēng)積地貌類型〔1,〕。代寫論文多數(shù)學(xué)者認(rèn)為植被蓋度、風(fēng)力強度和沙子供應(yīng)量三個主要因素控制著灌叢沙堆的形成演化過程〔3-10〕。Hesp等〔11〕曾經(jīng)推斷草叢沙丘附近的流場結(jié)構(gòu),朱震達(dá)等〔12,13〕在風(fēng)洞實驗中模擬了灌叢沙堆流沙模型的形態(tài)演化過程。但是限于灌叢沙堆形成因素的復(fù)雜性,迄今為止,對灌叢沙堆形成演化的動力學(xué)機(jī)制知之甚少。由于傳統(tǒng)的模擬二維流場只能反映沿氣流方向沙丘縱斷面上的氣流運行狀況,并未反映出沙堆表面風(fēng)壓變化規(guī)律,如果把兩者觀測模
4、擬結(jié)合起來可望在三維流場結(jié)構(gòu)分析中深入研究氣流作用于沙丘表面的動力過程。本文基于新疆和田河流域風(fēng)沙地貌野外考察資料,在完成純氣流流場風(fēng)洞模擬基礎(chǔ)上,擬進(jìn)一步通過風(fēng)洞模擬實驗,查明無植物“沙堆”和有植物“沙堆”模型的表面壓力分布特征,這對深入闡明灌叢沙堆表面在風(fēng)沙流作用下的風(fēng)積、風(fēng)蝕機(jī)制具有重要意義。1 風(fēng)洞實驗 風(fēng)洞基本參數(shù)和實驗相似理論本項風(fēng)洞模擬實驗在中國科學(xué)院沙漠與沙漠化重點實驗室沙坡頭沙漠試驗研究站土壤風(fēng)蝕風(fēng)洞中進(jìn)行。該風(fēng)洞是一座直流閉口吹氣式低速風(fēng)洞,實驗段長21m,實驗段截面1.m×1.m,最大風(fēng)速30m/s。風(fēng)洞整個實
5、驗段(包括出口擴(kuò)壓段)有1°的仰角。風(fēng)洞底由7塊活動合金鋁板組成,可裝可拆,以便擴(kuò)大模擬實驗的范圍。氣溫和當(dāng)前大氣壓以鍵盤輸入計算機(jī),實現(xiàn)風(fēng)壓適時自動采集。實驗的風(fēng)壓采集周期為s,采集時長為60s,最終用于分析的風(fēng)壓是60課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對實驗條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?。從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟(jì)具有一定實用價值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果s時段內(nèi)采集結(jié)果的平均值。風(fēng)洞模擬實驗的可靠性,決定于實驗條件與野外實
6、際情況的相似程度。風(fēng)沙過程模擬實驗涉及的變量較多,但是根據(jù)風(fēng)沙運動實驗相似理論第一定理,表征現(xiàn)象的一切變量,在時間各對應(yīng)瞬間和空間各對應(yīng)點上,互成一定的比例關(guān)系,相似現(xiàn)象必然發(fā)生在幾何相似的對象里,即邊界上幾何特性相似。相似第二定理特別指出包括幾何、物理、邊界和起始條件的相似。簡言之,要使模型實驗與自然現(xiàn)象完全相似,必須滿足幾何相似、運動相似和動力相似三個基本條件〔10,14〕。本項模擬實驗盡可能遵循風(fēng)沙運動實驗相似理論,模擬實驗過程中選擇沙堆模型形態(tài)、選取觀測高度、調(diào)整實驗段風(fēng)速時盡可能接近野外實際狀況,最大限度地保證實驗結(jié)果直接
7、外推到任何尺寸、任何風(fēng)速下的沙堆原型,而不必經(jīng)過換算。 實驗?zāi)Ｐ突拘螒B(tài)選擇本項實驗所用模型以新疆和田河流域野外測量得到的檉柳灌叢沙堆尺寸為原型,按一定比例縮小制作成模型進(jìn)行風(fēng)洞模擬實驗。代寫畢業(yè)論文課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對實驗條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?。從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟(jì)具有一定實用價值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果從野外實測統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,和田河流域獨立分布的灌叢沙堆幾何形態(tài)大體可以近似地劃分為半球形沙堆和
8、圓錐形沙堆兩類,多數(shù)沙堆迎風(fēng)坡長度略小于背風(fēng)坡長度。其中,半球形灌叢沙堆的平均高度為,底座平均直徑為;如果忽略迎風(fēng)坡與背風(fēng)坡坡長的差別,可考慮將灌叢沙堆的風(fēng)洞實驗?zāi)Ｐ桶?0∶1的比例尺縮小制作成底座直徑(D1)為3cm,高度(H1)為
