稳态风沙流中瞬态输沙特征

发布时间：2022-01-22 19:47

　　风沙流中沙粒运动在来流风速不变时也会表现出非稳态特征。在风洞内利用粒子图像测速系统（PIV）测量了风沙运动的时间序列,并基于PIV测量技术提出风沙流中沙粒平均直径、数密度、平均水平速度和输沙通量等参数在某一时刻的计算方法,其中输沙通量的计算考虑沙粒大小垂向分布的影响。结果表明:来流风速不变时,沙粒平均直径、数密度、平均水平速度和输沙通量随时间具有明显的波动性;沙粒平均直径和平均水平速度的标准偏差一般随高度增加而增加,沙粒数密度和输沙通量标准偏差随高度增大而减小;这些参数的相对标准偏差均随高度增加而增大。 

【文章来源】：中国沙漠. 2020,40(01)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

实验沙样粒径分布

沙粒运动信息采用PIV进行测量,在沙床面后部布置PIV测量区域(图2),激光片光源从风洞顶部引入,CCD相机布置在风洞侧面玻璃窗外拍摄运动沙粒瞬时图像。PIV图像采集频率为2 Hz,图像大小为4 008×2 672像素,分辨率为每像素80.39 μm,相机拍摄区域尺寸为322 mm×215 mm。沙粒速度采用PTV算法进行计算,该算法在TSI INSIGHT 3G软件的颗粒分析模块中,颗粒匹配(或配对)考虑颗粒大小匹配和运动匹配,即两个配对的颗粒应该具有相近的大小和相近的运动形式。2 计算方法

图4中相对标准偏差定义为标准偏差与其平均值的比值。可以看出,沙粒平均直径标准偏差和相对标准偏差均随高度增加有增大的趋势,然而随来流风速的增加,标准偏差和相对标准偏差往往减小。图4 沙粒平均直径标准偏差和相对标准偏差随高度的变化

【参考文献】：
期刊论文
[1]风沙流起动阶段沙粒输运特征[J]. 亢力强,张军杰,邹学勇,张春来,程宏.  中国沙漠. 2017(06)
[2]稳态风沙流中沙粒体积浓度的模型分析[J]. 赵国丹,亢力强,邹学勇,张春来,程宏.  中国沙漠. 2015(05)
[3]天然混合沙运动速度特征的风洞PIV实验[J]. 佟鼎,黄宁.  工程力学. 2011(07)
[4]PIV技术及其在风沙边界层研究中的应用[J]. 罗万银,董治宝,钱广强.  中国沙漠. 2007(05)
[5]风沙流中沙粒浓度分布的实验研究[J]. 王洪涛,董治宝,张晓航.  地球科学进展. 2004(05)



本文编号：3602796