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高气压下三维旋转滑动弧放电光谱特性分析

光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1571-1577页

作者：张磊张登成于锦禄赵兵兵徐哲霖程伟达中国人民解放军空军工程大学航空工程学院陕西西安710038

为探究气体压力对滑动弧放电稳定性的影响规律,在高气压放电实验平台上,开展了滑动弧放电光谱特性研究。利用发射光谱法对滑动弧放电过程中的激发态物质进行诊断,并对不同气体压力条件下滑动弧放电的电子密度、振动温度、转动温度进行... 详细信息

为探究气体压力对滑动弧放电稳定性的影响规律,在高气压放电实验平台上,开展了滑动弧放电光谱特性研究。利用发射光谱法对滑动弧放电过程中的激发态物质进行诊断,并对不同气体压力条件下滑动弧放电的电子密度、振动温度、转动温度进行了计算。在滑动弧放电发射光谱中观测到氮气第二正带系N_(2)(C^(3)Π_(u)→B^(3)Π_(g))和氮气第一负带系N^(+)_(2)(B^(2)Σ^(+)_(u)→X^(2)Σ^(+)_(g))的发射谱线,随着气体压力升高,氮气第二正带系谱线发射强度增强,氮气第一负带系的发射强度变化幅度较小。当气体压力超过0.26 MPa之后,在滑动弧放电发射光谱中发现了氮气Gaydon s Green带系507.4 nm的发射谱线,其发射强度为3508.49 arb,随气体压力升高其谱线发射强度无明显变化。利用Stark展宽法对滑动弧放电过程中的电子密度进行了计算,得到电子密度在1023量级,并且随着气体压力的增加,滑动弧放电的电子密度呈线性增加。针对氮气分子第二正带系的5条谱线,采用玻尔兹曼图解法对滑动弧放电的振动温度进行计算,振动温度随气体压力的变化并非单调变化,在0.3 MPa之前振动温度变化幅度较小,气体压力超过0.3 MPa之后振动温度迅速增加。对氮气分子第一负带系390~391.6 nm处的发射谱线进行拟合计算滑动弧放电的转动温度,结果表明在0.24 MPa之前转动温度随气体压力升高变化幅度较大,气体压力超过0.24 MPa之后转动温度增长幅度变小。

关键词：滑动弧等离子体高气压放电电子密度振动温度转动温度

河流岸线生态服务功能评价指标体系与评价方法研究

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环境工程技术学报 2024年第1期14卷 289-297页

作者：张登成王中敏李亚俊樊皓刘扬扬长江水资源保护科学研究所

河流岸线是构成河流自然生态空间的重要组成部分,近年来受人为活动影响,河流岸线生态服务功能受到破坏,为精准开展河流岸线修复,亟需制定有针对性的河流岸线生态服务功能评价指标体系和评价方法。对河流岸线的类型、结构进行了分析,在... 详细信息

河流岸线是构成河流自然生态空间的重要组成部分,近年来受人为活动影响,河流岸线生态服务功能受到破坏,为精准开展河流岸线修复,亟需制定有针对性的河流岸线生态服务功能评价指标体系和评价方法。对河流岸线的类型、结构进行了分析,在国内相关研究成果以及水利、生态环境、海洋等行业有关技术规范的基础上,依据科学性、全面性、独立性和可操作性原则,经过初步梳理和综合遴选筛选了河流岸线生态功能评价指标;综合相关技术规范以及研究成果,确定了各评价指标的效用赋值,并制定河流岸线生态服务功能评价方法。结果表明:1)河流岸线可分为生态保护型岸线与生态修复型岸线,前者可细分为植被良好型、沙漠型以及岩石型3类,后者可细分为堤防型、农田型、村落型、养殖塘型、城镇型、河口型以及复合型7类。河流岸线具有防洪、控制侵蚀、保护水质、生物栖息、景观功能5项生态服务功能。2)构建的河流岸线生态服务功能评价指标体系包括目标层、准则层和指标层,其中目标层为河流岸线生态服务功能,准则层为河流岸线所具备的5项生态服务功能,指标层包括防洪达标率、堤防安全、植被覆盖率、岸坡稳定性、排污口布局合理程度、生态缓冲带状况、生物多样性指数、植物群落状况、水鸟状况、景观生态价值、景观舒适度11项评价指标,对各项指标根据总体评价进行五级效能赋值。3)运用层次分析法确定各评价指标的权重,采用多属性效用理论计算河流岸线生态服务功能综合指数,将河流岸线生态服务功能划分为优、良、中、差、极差5个等级,以评价河流岸线生态服务功能状况。研究可为识别河流岸线生态问题、评估河流岸线生态修复成效、健全河流岸线管理长效机制等提供依据和参考。

关键词：河流岸线生态服务功能评价指标体系层次分析法多属性效用理论

金沙江下游中华金沙鳅自然繁殖的生态水文需求研究

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水生态学杂志 2024年第1期45卷 96-102页

作者：张登成王孟李斐樊皓于江阮娅张可可长江水资源保护科学研究所湖北武汉430051 中国三峡建工(集团)有限公司四川成都610041

开展中华金沙鳅的生态需求研究,在此基础上制定有针对性的生态调度方案,为国内外水利水电工程的生态调度提供参考与借鉴。2017-2019年5-7月在金沙江下游巧家断面进行鱼类早期资源调查,分析中华金沙鳅卵苗径流量与同期水温、流量日上涨... 详细信息

开展中华金沙鳅的生态需求研究,在此基础上制定有针对性的生态调度方案,为国内外水利水电工程的生态调度提供参考与借鉴。2017-2019年5-7月在金沙江下游巧家断面进行鱼类早期资源调查,分析中华金沙鳅卵苗径流量与同期水温、流量日上涨量、涨水持续时间等生态水文指标之间的响应关系,掌握刺激中华金沙鳅自然繁殖的生态水文指标和水温阈值,在此基础上提出乌东德水电站生态调度运行要求。结果表明:巧家江段中华金沙鳅产卵高峰期为5月下旬至6月中下旬,产卵高峰期起始水温不低于19.0℃;对应的洪峰过程流量日上涨量平均为358 m^(3)/s,涨水持续天数平均为5 d,洪峰过程2~3 d后开始大规模产卵;偏相关分析表明中华金沙鳅卵苗径流量与起始水位呈负相关关系,与水位日上涨量、涨水持续时间呈正相关关系,推荐人造洪峰的起始(3-7月)流量为1160 m^(3)/s,此时对应的乌东德水文站水位为791.1 m。加大流量日增长率以及增加涨水持续时间,可有效促进中华金沙鳅产卵繁殖。

关键词：中华金沙鳅繁殖生态水文指标乌东德水电站

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新时期旭龙水电站绿色发展研究

水利水电快报 2024年第5期45卷 86-91页

作者：邓瑞樊皓王孟李亚俊陈云鹏贺松张登成长江水资源保护科学研究所湖北武汉430051 长江水利委员会湖库水源地面源污染生态调控重点实验室湖北武汉430051

旭龙水电站是长江保护法正式实施以来,中国“十四五”期间高原藏区开工建设的第一个大型水电能源开发项目。为探索旭龙水电站绿色发展和环境保护的高质量发展,根据生态文明建设国家战略、形势和要求,结合金沙江上游重要生态屏障、长江... 详细信息

旭龙水电站是长江保护法正式实施以来,中国“十四五”期间高原藏区开工建设的第一个大型水电能源开发项目。为探索旭龙水电站绿色发展和环境保护的高质量发展,根据生态文明建设国家战略、形势和要求,结合金沙江上游重要生态屏障、长江流域生态建设先行区等战略定位,从加强旭龙水电站绿色发展顶层设计、制定落实旭龙水电站绿色发展环保措施、健全旭龙水电站绿色发展保障机制、开展旭龙水电站绿色发展技术研究等方面提出新阶段旭龙水电站绿色发展思考和建议。

关键词：绿色发展长江保护法生态调度顶层设计旭龙水电站

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乌东德水电站库尾栖息地水力生境优化调度

水生态学杂志 2023年第5期44卷 18-24页

作者：樊皓张登成长江水资源保护科学研究所湖北武汉430051

金沙江乌东德水电站库尾河段是乌东德、白鹤滩水电站栖息地保护体系的重要组成部分,该河段受上游观音岩、金沙以及桐子林等水电站非恒定流下泄影响,河段流速、水深等水力条件变化频繁且复杂,河段栖息地保护功能和效果难以保障。为调控... 详细信息

金沙江乌东德水电站库尾河段是乌东德、白鹤滩水电站栖息地保护体系的重要组成部分,该河段受上游观音岩、金沙以及桐子林等水电站非恒定流下泄影响,河段流速、水深等水力条件变化频繁且复杂,河段栖息地保护功能和效果难以保障。为调控栖息地保护河段水位变幅和流速,改善鱼类产卵适宜的水力生境,采用MIKE21进行模拟计算,研究在3-4月裂腹鱼类产卵期对上游梯级下泄流量过程和下游乌东德水库运行水位的控制要求。结果表明,从水深适宜度看,在3-4月特定流量条件下,乌东德水电站运行水位应在974.0~974.5 m;为营造较为适宜的流速,裂腹鱼类产卵繁殖期间,乌东德水电站库水位应维持在974.5 m附近。当上游梯级下泄流量时段内变幅小于1600 m3/s,下游乌东德水库库水位保持在974.0~974.5 m,可控制河段水深在0.5~1.5 m、流速在1.5~2.5 m/s的适宜阈值区间变动。研究可为进一步提升乌东德库尾栖息地保护河段功能及其保护价值提供技术参考。

关键词：乌东德水电站库尾河段栖息地水力生境调度

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脉冲射流对环量控制翼型气动性能的影响

北京航空航天大学学报 2022年第3期48卷 485-494页

作者：雷玉昌张登成张艳华苏光旭空军工程大学研究生院西安710051 空军工程大学航空工程学院西安710038

定常射流在大迎角下气动性能较差,借助脉冲射流能够有效改善大迎角下的气动性能,并减少射流所需质量流量。采用非定常数值模拟的方法进行了脉冲射流作用下的环量控制翼型气动特性计算和流场分析。总结了占空比和频率分别对时均升力和升... 详细信息

定常射流在大迎角下气动性能较差,借助脉冲射流能够有效改善大迎角下的气动性能,并减少射流所需质量流量。采用非定常数值模拟的方法进行了脉冲射流作用下的环量控制翼型气动特性计算和流场分析。总结了占空比和频率分别对时均升力和升力脉动幅值的影响趋势;分析了不同迎角下的脉冲射流流动机理;进一步指出了射流动量系数的影响规律,并借助脉冲射流和定常射流的叠加效应有效缓解了升力脉动现象。结果表明:低占空比、同等升力系数下,脉冲射流可大幅度减小质量流量,但升力脉动幅值较大;小迎角下随频率增大,升力系数先增大后减小,但整体变化幅度不大,大迎角下随频率增大,升力系数持续性增大;脉冲射流能够推迟失速迎角,扩宽环量控制技术的可用迎角,并且随动量系数增大,这种优势更加明显;借助脉冲射流与定常射流的叠加效应,能够有效缓解脉冲射流作用下的升力脉动现象,达到飞行使用条件。

关键词：脉冲射流环量控制数值模拟升力脉动增升失速

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金沙江旭龙水电站生态流量及过程研究

水文 2022年第5期42卷 56-61页

作者：樊皓李薇张登成长江水资源保护科学研究所湖北武汉430051 水利部信息中心北京100053

旭龙水电站下游分布有鱼类产卵场、滇中引水工程水源、长江第一湾奇观等重要的生态环境敏感目标,电站下泄生态流量需要统筹鱼类产卵繁殖、工程水源保障、景观等因素综合确定。在深入分析鱼类产卵繁殖需要的水力生境参数满足程度的基础上... 详细信息

旭龙水电站下游分布有鱼类产卵场、滇中引水工程水源、长江第一湾奇观等重要的生态环境敏感目标,电站下泄生态流量需要统筹鱼类产卵繁殖、工程水源保障、景观等因素综合确定。在深入分析鱼类产卵繁殖需要的水力生境参数满足程度的基础上,采用水量平衡法,协调上下游流量及过程关系,确定旭龙水电站3-4月下泄不低于317 m^(3)/s,5-7月不低于280 m^(3)/s,8-9月不低于453 m^(3)/s,其余时段不低于210m^(3)/s的生态流量泄放过程。

关键词：旭龙水电站生态流量及过程水量平衡法滇中引水工程长江第一湾

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基于本征正交分解的脉冲射流尾迹分析

应用力学学报 2022年第5期39卷 834-844页

作者：陈款张艳华雷玉昌卢昂张登成空军工程大学研究生院西安710051 空军工程大学航空工程学院西安710038 中国人民解放军95034部队百色533601

基于雷诺平均N-S方程对脉冲射流作用下的翼型非定常流场进行数值模拟,采用本征正交分解(POD)方法对低频率、中等频率、高频率脉冲射流尾迹中涡结构的变化进行分析。结果表明:借助POD方法能够有效提取尾迹中小尺度涡结构的运动状态。POD... 详细信息

基于雷诺平均N-S方程对脉冲射流作用下的翼型非定常流场进行数值模拟,采用本征正交分解(POD)方法对低频率、中等频率、高频率脉冲射流尾迹中涡结构的变化进行分析。结果表明:借助POD方法能够有效提取尾迹中小尺度涡结构的运动状态。POD方法提取的低阶模态主要反映了尾迹中强度最大的尾涡静态分离结构,对应脉冲射流的主频成分,高阶模态则主要反映了尾涡内部或尾涡之间的流动状态,对应脉冲射流的高阶倍频成分,尾涡内部的相互拉伸包含频率范围较广,尾涡之间的牵引分解包含频率较为单一;低频率下尾迹中仅能提取到一对主要尾涡,高频率下尾迹中能提取到多对强度相当的尾涡;低频率下尾涡单一且相互作用简单,用前六阶模态即可表征流场结构,高频率下尾涡数量多且相互作用复杂,需要更高阶模态才能表征其流场结构。

关键词：脉冲射流本征正交分解尾迹小尺度涡数值模拟

基于环量控制的“虚拟舵面”飞行器概念与设计综述

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航空学报 2023年

作者：张艳华张登成周章文雷玉昌李林空军工程大学航空工程学院中国人民解放军95034部队中国人民解放军93318部队

利用环量控制替代机械舵面，构建的“虚拟舵面”飞行器在短距起降、高隐身、久航远航和机动飞行等方面具有性能优势，对未来无舵面飞翼布局飞行器的研究具有重要意义。通过梳理国内外环量控制技术的发展历程，明确了虚拟舵面飞行控制的... 详细信息

利用环量控制替代机械舵面，构建的“虚拟舵面”飞行器在短距起降、高隐身、久航远航和机动飞行等方面具有性能优势，对未来无舵面飞翼布局飞行器的研究具有重要意义。通过梳理国内外环量控制技术的发展历程，明确了虚拟舵面飞行控制的发展趋势；介绍GACC翼型不同动量系数、迎角的升力特性以及单射流、双射流的气动特性，阐述了环量控制提高升力、形成“虚拟舵面”实现飞行控制的作用原理；基于SACOON平台在滚转、俯仰和偏航不同方向的力矩特性，验证了虚拟舵面优于机械舵面的控制效果；从环量控制翼型、气动布局、射流作动系统与射流飞控系统四个主要方面提出“虚拟舵面”飞行器的概念和设计思路；重点关注引气系统、舵面高效性、一体化设计、安全适应性等方面存在的问题和解决思路，推动虚拟舵面飞行器的工程应用。综述内容为环量控制技术应用于未来无舵面飞行器提供了一定的理论参考。

关键词：环量控制虚拟舵面飞行器设计升力射流动量系数