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二维沙丘迎风坡沙粒跃移运动的数值模拟

中国沙漠 2014年第2期34卷 307-311页

作者：武生智郭为进兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室/土木工程与力学学院甘肃兰州730000

为了研究沙丘迎风坡面上沙粒的跃移运动,本文根据风工程和空气动力学的最新理论,给出了沙丘迎风坡面上风场的空间分布规律,在此基础上对沙粒跃移运动进行了数值计算。由于沙丘周围流场情况较为复杂,各处的风速廓线也不同,故选取不同的... 详细信息

为了研究沙丘迎风坡面上沙粒的跃移运动,本文根据风工程和空气动力学的最新理论,给出了沙丘迎风坡面上风场的空间分布规律,在此基础上对沙粒跃移运动进行了数值计算。由于沙丘周围流场情况较为复杂,各处的风速廓线也不同,故选取不同的坡面位置进行跃移计算,其中各处的起沙率由已有的实验结果或拟合公式给出。计算结果表明:从坡脚到坡顶,平均风速加速比和摩阻风速逐渐增加,到沙丘顶部达到最大值;同时沿坡面向上,各截面处单宽输沙率和距离当地地面相同高度处输沙浓度逐渐加强,这与已有文献报道的结果吻合良好。

关键词：加速因子迎风坡单宽输沙率输沙浓度

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非均匀沙的跃移计算

中国沙漠 2011年第3期31卷 583-587页

作者：樊莉武生智兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室/土木工程与力学学院甘肃兰州730000

为研究更加接近实际情况的风沙运动,并为实验研究提供一些理论分析和数值资料,本研究用数值计算的方法模拟了几种不同粒径分布方式相应的风沙跃移运动。分别计算了沙粒为单一粒径,以及粒径数学期望为该值时的伪随机分布和均匀分布共7种... 详细信息

为研究更加接近实际情况的风沙运动,并为实验研究提供一些理论分析和数值资料,本研究用数值计算的方法模拟了几种不同粒径分布方式相应的风沙跃移运动。分别计算了沙粒为单一粒径,以及粒径数学期望为该值时的伪随机分布和均匀分布共7种情况下的风沙跃移运动。计算结果表明,对于相同风速,气流对单一粒径组成的均匀沙的携带能力较弱,而对由多粒径组成的非均匀沙的携带能力较强。同时,因沙粒粒径组成的改变导致当跃移运动达到饱和时,风沙流饱和层的高度和沙粒的跃移长度、高度均有所变化。

关键词：非均匀沙粒径分布输沙量

对非线性破坏准则下边坡稳定性分析的线性简化

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兰州大学学报（自然科学版） 1999年第1期35卷 49-52页

作者：马崇武武生智苗天德兰州大学

基于极限分析的上限理论，对非线性破坏准则的边坡稳定性问题，提出了一个线性简化方法．该方法把复杂的非线性问题化成线性问题，从而在实际工程应用时，可以利用已有的关于线性问题的分析结果或根据本文论述的方法使问题简化．

关键词：非线性破坏准则极限分析边坡稳定性

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考虑颗粒群阻力效应的跃移运动

兰州大学学报（自然科学版） 2010年第6期46卷 123-126,132页

作者：武生智樊莉兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室土木工程与力学学院兰州730000

考虑到风沙流中颗粒群阻力效应,采用修正后的单球模型阻力系数公式,计算了跃移运动达到稳定状态时的风速廓线、输沙量、沙粒相体积分数.结果表明:当跃移达到稳定状态时,考虑颗粒群阻力效应对阻力系数修正时计算所得的输沙量、沙粒相体... 详细信息

考虑到风沙流中颗粒群阻力效应,采用修正后的单球模型阻力系数公式,计算了跃移运动达到稳定状态时的风速廓线、输沙量、沙粒相体积分数.结果表明:当跃移达到稳定状态时,考虑颗粒群阻力效应对阻力系数修正时计算所得的输沙量、沙粒相体积分数均大于不修正时的相应值.当摩阻风速增大时,输沙量及颗粒相体积分数也会随之增大,而以相同速度起跳的颗粒跃移长度随之增大,高度有所降低.

关键词：阻力系数输沙量风速廓线

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沙漠风蚀中不均匀沙的起动研究

兰州大学学报（自然科学版） 2000年第6期36卷 34-39页

作者：慕青松苗天德武生智马崇武兰州大学物理科学与技术学院力学系甘肃兰州730000

在不均匀沙的起动风速研究中引进了床面阻力的概念,并进一步假定沙粒在起动过程中所受床面阻力与不均匀沙的平均抗剪强度成正比,从而依据床面上沙粒的力平衡条件,得到了一个不均匀沙的流体起动公式,本公式能够明显反映不均匀沙在起动... 详细信息

在不均匀沙的起动风速研究中引进了床面阻力的概念,并进一步假定沙粒在起动过程中所受床面阻力与不均匀沙的平均抗剪强度成正比,从而依据床面上沙粒的力平衡条件,得到了一个不均匀沙的流体起动公式,本公式能够明显反映不均匀沙在起动中所表现出来的主要特征:起动风速随中值粒径的增加而增加;在均匀沙的粒径与不均匀沙的中值粒径相当的条件下 ,不均匀沙的起动风速较小.最后应用文献中所列各沙的起动风速实测值,对公式中的系数进行了确定,并计算出实测数据与理论数据之间的相关系数 R =0.926,由此可见,公式的结构是比较合理的.

关键词：流体起动风速冲击起动风速床面阻力

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沙源供给条件对风沙流结构的影响

中国沙漠 2011年第3期31卷 597-601页

作者：任春勇武生智兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室/土木工程与力学学院甘肃兰州730000

针对风沙运动的气固两相流特点,利用FLUNET软件,对不同沙源供给条件下各种床面的风沙积蚀平衡进行了数值模拟,给出了风速分布和沙粒体积分数随沙源供给条件和下垫面变化的线图,比较了流动边界条件对流场的影响。计算结果揭示了风沙运动... 详细信息

针对风沙运动的气固两相流特点,利用FLUNET软件,对不同沙源供给条件下各种床面的风沙积蚀平衡进行了数值模拟,给出了风速分布和沙粒体积分数随沙源供给条件和下垫面变化的线图,比较了流动边界条件对流场的影响。计算结果揭示了风沙运动中沙粒的体积浓度分布在风速变化和床面形态变化下的变化规律,为沙漠化的防治和理论研究提供了基础。

关键词：气固两相流数值模拟风速廓线相体积分数

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脆性单颗粒之动态损伤和破碎

岩石力学与工程学报 2003年第Z1期22卷 2138-2144页

作者：周锦添武生智黄凯珠

Breakage, comminution, crushing and fragmentation of brittle solids under dynamic impacts are an important applied mechanics and rock mechanics problem. In civil engineering applications, impact-induced-fragmentation relates to crushing of rock mass during mining process, tunneling, and aggregate production. The main objective of this paper is to outline some of our recent experimental, analytical and numerical efforts in studying the dynamic fragmentation process in brittle particle. First, an analytical solution of a solid sphere compressed dynamically between two rigid flat platens is derived analytically. Secondly, a sequence of double impact tests on spheres were conducted using an impactor Dynatup 8250 at HKUST, with both impact velocity and contact force at the impactor measured accurately. Finally, a newly developed computer program, DIFAR, is used to investigate the mechanism of dynamic fragmentation. The paper will summarize and discuss briefly all three aspects of our comprehensive approach.

关键词： damage mechanics, fragmentation, dynamic impact, brittle particles

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基于欧拉双流体模型的风沙运动模拟

兰州大学学报（自然科学版） 2012年第1期48卷 104-107,112页

作者：武生智任春勇兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室兰州730000 兰州大学土木工程与力学学院兰州730000

针对风沙运动的复杂性,基于N-S方程和标准k-ε湍流模型,利用CFD商业软件Fluent 6.3中的欧拉双流体模型,数值模拟了在不同摩阻风速、不同颗粒粒径下风沙流场随时间的变化情况,给出了风沙流达到稳定状态时所需的时间和给定空间位置上沙粒... 详细信息

针对风沙运动的复杂性,基于N-S方程和标准k-ε湍流模型,利用CFD商业软件Fluent 6.3中的欧拉双流体模型,数值模拟了在不同摩阻风速、不同颗粒粒径下风沙流场随时间的变化情况,给出了风沙流达到稳定状态时所需的时间和给定空间位置上沙粒相体积分数的分布曲线.模拟的主要结果与已有的文献报道相一致,从而说明该模型可以用于风沙颗粒流体体系的动力学特性研究.

关键词：欧拉模型风速廓线相体积分数

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风成沙波发育过程的计算机模拟

自然科学进展（国家重点实验室通讯） 2001年第2期11卷 199-202页

作者：苗天德武生智慕青松兰州大学物理科学与技术学院力学系兰州730000

用元胞自动机方法,对风成地貌进行了计算机模拟,得到的床面形态同实际的沙漠景观很相似.结果显示:沙纹,沙丘及沙山相互嵌套的结构是风沙系统在不同尺度上同时表现出来的具有分形几何特征的自组织行为,这说明风沙运动是一个典型的非线性... 详细信息

用元胞自动机方法,对风成地貌进行了计算机模拟,得到的床面形态同实际的沙漠景观很相似.结果显示:沙纹,沙丘及沙山相互嵌套的结构是风沙系统在不同尺度上同时表现出来的具有分形几何特征的自组织行为,这说明风沙运动是一个典型的非线性动力学过程.

关键词：沙波纹沙丘自组织计算机模拟风沙运动风沙地貌