可移動式風蝕風洞及其輔助系統(tǒng)設計原理與應用

目 錄
第1章 國內外可移動式風蝕風洞概述1
1 1 可移動式風蝕風洞的產生?作用與特點1
1 1 1 土壤風蝕研究與風蝕風洞1
1 1 2 可移動式風蝕風洞的地位與作用5
1 1 3 可移動式風蝕風洞的類型及主要特點6
1 2 可移動式風蝕風洞研究進展8
1 2 1 國外可移動式風洞研究進展8
1 2 2 國內移動式風蝕風洞研究進展13
參考文獻22
第2章 可移動式風蝕風洞設計的理論基礎28
2 1 理論基礎概述28
2 1 1 相似理論28
2 1 2 誤差理論31
2 1 3 異常值檢驗與剔除33
2 2 可移動式風蝕風洞設計的動力學相似準數39
2 2 1 大氣邊界層湍流運動方程與相似準數39
2 2 2 流動雷諾數 (Reynoldsnumber )42
2 2 3 羅斯貝數 (Rossbynumber )42
2 2 4 弗勞德數 (Froudenumber )43
2 2 5 普蘭特數 (Prandtlnumber )43
2 2 6 皮克萊數 (Pecletnumber )44
2 3 含沙氣流流場44
2 3 1 顆粒起動與受力分析44
2 3 2 運動方程47
2 3 3 含沙流場動力學相似準則48
2 4 平均風速剖面模擬50
2 4 1 對數律表示法50
2 4 2 指數律表示法53
2 5 大氣邊界層湍流特性模擬55
2 5 1 湍流強度模擬55
2 5 2 脈動風功率譜模擬56
2 5 3 湍流積分尺度模擬 57
2 5 4 靜壓梯度模擬58
參考文獻58
第3章 可移動式風蝕風洞氣動結構設計63
3 1 可移動式風蝕風洞洞體設計63
3 1 1 風蝕風洞洞體氣動方案與結構設計63
3 1 2 風蝕風洞洞體氣動結構介紹65
3 1 3 實驗段 (workingsection )設計65
3 1 4 尾部擴散段 (diffusingsection )設計71
3 1 5 收縮段 (contractionsection )設計71
3 1 6 轉角段 (turningsection )設計74
3 1 7 穩(wěn)定段 (stabilitysection )設計76
3 1 8 過渡段 (transitionsection )設計78
3 2 風洞能量比估算78
3 2 1 能量比定義78
3 2 2 實驗段能量損失估算79
3 2 3 尾部擴散段能量損失估算81
3 2 4 收縮段能量損失估算82
3 2 5 穩(wěn)定段能量損失估算83
3 2 6 轉角段能量損失估算85
3 2 7 過渡段能量損失估算87
3 2 8 進氣段能量損失估算87
3 2 9 動力段能量損失估算88
3 2 10 風機選擇89
3 3 動力段設計90
3 3 1 風扇設計90
3 3 2 導流片設計98
3 3 3 整流罩設計102
3 3 4 風扇效率校核104
參考文獻105
第4章 大氣邊界層實驗模擬方法107
4 1 模擬方法108
4 1 1 被動模擬方法109
4 1 2 主動模擬方法113
4 2 CFD數值模擬技術115
4 2 1 大氣邊界層控制方程116
4 2 2 湍流的數值模擬方法117
4 2 3 CFD軟件求解過程120
4 2 4 多孔介質模型 121
4 3 模擬實例1— ——NK￣1可移動式風蝕風洞模擬裝置122
4 3 1 模型的選取123
4 3 2 劃分計算網格123
4 3 3 引入多孔介質模型124
4 3 4 參數設置125
4 3 5 多孔介質模型模擬結果126
4 3 6 引入棒柵驗證127
4 3 7 棒柵-粗糙元模擬裝置對流場特性的影響129
4 3 8 室內風洞實驗研究137
4 4 模擬實例2— ——OFDY-1 2型風洞大氣邊界層模擬裝置140
4 4 1 平行棒柵與粗糙元的設計140
4 4 2 具體調節(jié)和布置方法140
4 4 3 風洞風速廓線調節(jié)結果與結論141
參考文獻143
第5章 可移動式風蝕風洞輔助系統(tǒng)及測量147
5 1 數據采集與控制系統(tǒng)147
5 1 1 概述147
5 1 2 系統(tǒng)硬件模塊148
5 1 3 系統(tǒng)軟件模塊151
5 2 風速測試系統(tǒng)152
5 2 1 風速測量方法概述152
5 2 2 單點風速測量方法154
5 2 3 平均風速剖面測量儀156
5 2 4 測試系統(tǒng)組成157
5 3 接地與保護158
5 4 空風洞流場動力學性能檢測159
5 4 1 實驗段流場性能檢測159
5 4 2 空風洞壁面邊界層檢測175
5 4 3 風洞能量比檢測182
參考文獻183
第6章 土壤風蝕物采集器 ———集沙儀184
6 1 集沙儀簡介184
6 1 1 國外集沙儀簡介184
6 1 2 國內集沙儀簡介193
6 2 集沙儀設計實例200
6 2 1 集沙儀設計原則200
6 2 2 南開大學集沙儀設計實例201
6 2 3 內蒙古農業(yè)大學旋風分離式集沙儀設計實例 209
參考文獻212
第7章 排沙器和原狀取土器215
7 1 排沙器研究現(xiàn)狀及設計215
7 1 1 排沙器的研究現(xiàn)狀215
7 1 2 內蒙古農業(yè)大學排沙器215
7 1 3 “噴沙 ”模擬裝置217
7 2 原狀取土器219
7 2 1 原狀取土器的研究現(xiàn)狀219
7 2 2 內蒙古農業(yè)大學的原狀取土器219
參考文獻 223