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风沙运动中的若干力学问题研究

自然科学进展 , 2006,
Abstract: 风沙运动机理研究是认识风沙灾害本质进而实现有效防治的基础,所涉及的诸如多尺度、多场耦合、随机性、非线性、尺度效应和复杂系统等科学问题也是科学前沿所关注的共性和热点课题。近年来兰州大学风沙环境力学研究组从力学和地学的学科交叉角度,通过风洞实验、理论建模和计算机模拟研究,揭示了风沙流中沙粒带电量和风沙电场的基本规律及其对风沙流和无线电通讯的影响,实现了对考虑多物理场耦合作用的风沙流发展过程的理论预测以及对风成沙波纹主要特征的计算机模拟,取得一些具有原创性的实质进展。
风沙流中沙粒随机运动的数值模拟研究
,
中国沙漠 , 2006,
Abstract: 通过对描述沙粒垂向运动速度脉动分量的随机微分方程的直接求解,获得了风沙流中沙粒运动的随机轨迹。结果表明,由于沙粒垂向脉动速度的影响,沙粒的轨迹与不考虑其垂向脉动速度的情形存在明显不同。在此基础上,通过对大量轨迹的统计计算,得到了沙粒浓度的分布规律。
风沙运动的力学机理研究

科技导报 , 2007,
Abstract: 风沙运动机理研究是认识土壤风蚀、沙尘天气(甚至沙尘暴)以及风沙灾害本质,进而实现有效防治的基础。其中所涉及的诸如多尺度、多场耦合、随机性、非线性、尺度效应和复杂系统等科学问题也是当今科学前沿所关注的共性和热点课题。本文在简要回顾与风沙运动力学机理研究相关的已有工作的基础上,重点介绍了兰州大学风沙环境力学研究组针对风沙流中的沙粒带电量和风沙电场的基本规律及其对风沙流和无线电通讯的影响、风沙流发展过程的理论预测、固沙结构有效尺寸的分析、风成地貌主要特征的计算机模拟等方面所开展的研究工作。
2010年3月19日沙尘暴期间甘肃民勤地区近地表的湍流性质
,
科学通报 , 2010,
Abstract: 首次给出沙尘暴期间近地面8,16,32和47m四个高度50Hz的三个方向风场长达12h的实时同步记录.测量结果发现(1)47m以下各个高度处的平均垂向风速都一直表现出很大的正值,说明在沙尘暴期间存在着显著的上升气流;(2)近地面8m处的垂向风速始终大于16m和32m处的值,说明近地面风场的对流运动更为强烈;(3)在沙尘暴水平风速达到最大时,近地面8m处垂向风速有所降低,但其标准差则达到最大,表明在沙尘暴风速最大时近地表风场的对流有所减弱,但风场的脉动强度却明显加强,由此更容易引起地表沙尘的上扬.分析结果还表明,此次沙尘暴期间各高度的水平和垂向的标准差均随来流风速的增大而增大,而侧向风速的标准差则基本上不随来流风速的增大变化.将计算得到的20min水平、垂向和侧向的脉动风速的偏度和峰度的值平均后的结果表明,水平、垂向和侧向风速的脉动特征有着明显的差异,并且它们的脉动特征随高度的变化而不同,这也表明了进行近地面多点同步三维测量对于揭示沙尘暴三维风场的结构是非常必要的.
风沙流中沙粒带电现象的实验测试
黄宁,
科学通报 , 2000,
Abstract: 通过风洞实验测量,得到当沙粒粒径小于250μm时,运动沙粒带负电荷;而当直径大于500μm时带正电荷.由此证实了Latham关于风沙流中粒径较小的沙粒带负电,粒径较大的沙粒带正电的假设.测量结果还表明每千克运动沙粒所带平均电荷量随沙粒粒径和风速的增大而减小,随高度的上升而增加;风沙流中的电场主要是由运动着的带电沙粒形成的,其方向垂直地面向上,与晴天电场的正方向相反,且其值随风速和高度的增加而增大.这些实验结果将为开展风沙电现象的理论分析奠定基础.
风沙跃移运动发展过程及静电力影响的数值模拟
黄宁,
力学学报 , 2006, DOI: 10.6052/0459-1879-2006-2-2005-057
Abstract: 建立了描述风沙跃移运动发展过程以及风场-沙粒互馈机制的风沙跃移运动数值模型,模型中考虑了风场-沙粒之间的耦合作用以及静电力的影响,同时风场是随时间变化的.模拟了风沙跃移运动从起始阶段至风沙流达到自平衡状态的整个发展过程所需的时间,起沙率与单宽输沙率随时间变化曲线,以及达到稳定后的单位面积输沙率沿高度分布以及贴地风速廓线的影响.计算结果表明,当沙粒平均带电量为60μC/kg时,计算所得的单宽输沙率以及输沙率沿高度分布与实验结果吻合得较好.
集中载荷作用下弹性地基圆薄板大挠度问题的精确解
周又和
力学学报 , 1988, DOI: 10.6052/0459-1879-1988-2-1988-018
Abstract: 本文处理了winkler型弹性地基上圆板受集中载荷作用的大挠度问题,第一次获得了这类问题的精确解的解析式,并用此精确解进行了具体求解,其结果可供工程直接使用,这较之已有文献中的近似处理方法具有更好的可靠性,同时也为研究大挠度理论提供了可靠的依据。
变温环境对压电圆板频率主动控制的影响
周又和,
力学学报 , 1998, DOI: 10.6052/0459-1879-1998-1-1995-098
Abstract: 定量研究了具有几何非线性热弹性压电圆板的频率压电控制特征,考察了环境温度改变引起的热弹性效应和非线性大振幅振动对其控制特性的影响等.研究结果表明环境温度的变化使压电控制的固有频率受到影响,而在压电电压较大时,振幅对振动频率影响不大.
磁弹性簿板屈曲的研究进展和存在的若干问题
周又和,
力学进展 , 1995, DOI: 10.6052/1000-0992-1995-4-J1995-007
Abstract: 着重评述了近20年来有关铁磁材料弹性薄板处在均匀横向外加磁场中发生屈曲这一新的磁-力耦合问题的理论与实验研究进展,在此基础上,介绍了笔者近年来围绕这一问题所开展的工作以及尚需进一步研究的几个问题。
Vincent摄动解的收敛上界
周又和
力学学报 , 1988, DOI: 10.6052/0459-1879-1988-5-1988-057
Abstract: 本文推证得到了Vincent摄动解与逐次迭代解的一致性,从而由迭代解的收敛性及其收敛上界得到了Vincent摄动解的收敛性和收敛上界,同时给出了迭代解的解析特征关系。
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