【摘要】：揭示風(fēng)沙流中粒子群的運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)土地的風(fēng)蝕和沙塵暴的預(yù)報(bào)控制有著重要的參考價(jià)值。為了獲得具有更長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)軌跡沙粒運(yùn)動(dòng)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)特征,揭示高速粒子群軌跡形成規(guī)律的原因,本文在沙風(fēng)洞中通過(guò)改進(jìn)的高速攝影測(cè)試系統(tǒng),對(duì)水平拍攝視野200 mm范圍內(nèi)的4種不同沙樣的低速和高速粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行了長(zhǎng)焦拍攝。使用Motion Studio圖像處理軟件對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行人工識(shí)別和判讀,對(duì)所得的躍移粒子軌跡坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,獲得躍移粒子的瞬時(shí)速度、加速度、躍距、時(shí)間等運(yùn)動(dòng)參數(shù),分析和還原躍移粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。結(jié)果表明:(1)在粒子的整個(gè)運(yùn)動(dòng)階段,水平方向上,沙粒的水平速度值呈增大趨勢(shì),粒徑越大,xv起與xv入越小;xv入/xv起的值大于2,粒徑增大,比值也會(huì)相應(yīng)增大。在垂直方向上,沙粒的速度先減小后增大;yu入/yu起的值小于1;yu起的大小與粒徑無(wú)關(guān)。(2)在粒子空中飛行過(guò)程中,上升階段和下降階段水平位移和垂直位移隨時(shí)間變化符合二次函數(shù),表明氣流的拖曳力及與粒子相互作用在0.06s尺度是恒定的;在水平方向上,xa為正值,隨著氣流與沙粒作用時(shí)間的增長(zhǎng),xa值呈減小趨勢(shì);在垂直方向上,ya為負(fù)值,隨氣流與沙粒相互作用時(shí)間的增長(zhǎng)呈無(wú)規(guī)律的變化。(3)沙粒的躍距與時(shí)間的相關(guān)系數(shù)大于0.6,相關(guān)性比較大;躍距的長(zhǎng)短主要與水平起跳速度有關(guān),與合速度大小無(wú)關(guān);各個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的相關(guān)性與粒徑大小無(wú)關(guān)。(4)高速粒子的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,氣流與沙粒之間的相互作用是分階段的,每一階段中湍流的脈動(dòng)都是多樣性的。高速粒子軌跡的形成是由多種因素所致,單一因素不能作為論證的依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：西安工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P425.55

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 梅凡民;蔣纏文;;風(fēng)沙顆粒運(yùn)動(dòng)的數(shù)字高速攝影圖像的分割算法[J];力學(xué)學(xué)報(bào);2012年01期

2 王志強(qiáng);黃晟敏;高鴻恩;李國(guó)申;于濤;;高風(fēng)速下沙粒躍移躍距的實(shí)驗(yàn)研究[J];新疆環(huán)境保護(hù);2011年02期

3 梅凡民;江姍姍;王濤;;粗糙床面風(fēng)廓線的轉(zhuǎn)折特征及其物理意義[J];中國(guó)沙漠;2010年02期

本文編號(hào)：2725197