宁夏沙尘暴的成因及特性

利用大流量、安德森九级分级采样器等先进仪器,1999—2003年连续七年对宁夏的沙尘天气进行跟踪监测：在此基础上,重点分析了近五年来银川地区沙尘天气及颗粒物的影响和特征,旨在对我国宁夏沙尘暴的传输、大气颗粒物的研究及防治提供依据、研究表明：宁夏是我国主要的沙尘暴发生源区之一,是我国沙尘暴西路、西北路传输的主要路径、源区和加强区,是我国沙尘暴发生的高频区,宁夏的沙尘暴主要集中在中北部各市县,年平均20d左右;东亚季风是宁夏沙尘暴天气的主要动力源,周边的巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、毛乌素沙地是沙尘暴的沙源,宁夏的沙尘暴不仅给当地造成了严重的破坏和巨大的损失,而且影响到了日本、美国等地区的环境,近年来,在我国的沙尘天气总体呈下降趋势的情况下,宁夏却呈现出高浓度、强降尘的沙尘天气转活跃的趋势。     

风沙环境下钢结构涂层的冲蚀摩擦学性能

针对内蒙古中西部地区钢结构体系表面涂层长期遭受风沙环境冲蚀的这一现状,采用气流挟沙喷射法,模拟风沙对钢结构涂层的冲蚀.研究了风沙冲蚀力学参数对钢结构涂层冲蚀率的影响;探讨了涂层冲蚀损伤的摩擦学机理;分析了钢结构涂层的冲击摩擦因数变化规律.结果表明:涂层的冲蚀率均随着冲蚀速度呈指数增长,速度指数n为2.39~2.43;在45°时涂层的冲蚀率最大,90°时涂层的冲蚀率最小,低冲角时的冲蚀率大于高冲角时;涂层的摩擦因数处于0.37~0.42,涂层磨损的Taber指数为81.9×10-3mg/r,涂层的耐磨性较差.涂层损伤的摩擦学机理是:低冲角时的微切削作用或高冲角时的挤压凿削作用造成涂层的损伤占主导,涂层表面微裂纹扩展交叉,以致断裂剥落,造成的损伤次之;涂层冲击摩擦因数离散性较大,且随角度增长呈降低趋势;冲击摩擦因数与冲蚀率随角度的变化并不一致.     

颗粒加速规律研究及其在沙尘暴防治中的应用

对气固两相流中的颗粒加速运动规律进行了研究，给出了在克莱契柯(Klyachko)和普特内木(Putnam)阻力系数下的颗粒加速时间和加速长度的解析解和数值解，对不同粒径的固体颗粒在不同风力作用下的颗粒起动加速长度和加速时间进行了分析，并将理论及数值研究成果应用于沙尘颗粒的初始运动规律研究，提出沙尘暴的防治关键在于预防沙尘颗粒被风蚀起动的观点。通过分析对比，给出了有关沙尘暴防治方面的几点建议。     

基于OpenGL的沙尘暴天气仿真研究

自然景物的模拟一直是计算机图形学中的热门研究课题,文章深入研究和分析了沙尘暴发生时沙尘的形态及运动状态,以Microsoft VC＋＋6．0编译环境为开发平台,基于OpenGL图形库,采用粒子系统模拟沙尘颗粒的运动,采用雾函数模拟朦胧的环境,完成了沙尘暴场景的模拟,其模拟效果逼真。     

风沙对钢结构涂层的冲蚀磨损性能研究

采用气流挟沙喷射法,在不同的冲蚀速度、角度、浓度和时间等风沙冲蚀参数下,对钢结构涂层进行了风沙冲蚀的模拟试验,对试验材料质量损失、抗冲蚀磨损性能和微观失效表面进行了分析.结果表明:钢结构涂层的耐磨性较差;冲蚀率随冲蚀速度呈指数增长,在冲蚀角度为45°时存在低速和高速2个冲蚀阶段;涂层的质量损失在冲角为45°时最大,90°时最小,表现出从脆性材料向塑性材料过渡的特征;低冲角时,材料破坏方式以微切削作用为主,决定材料耐冲蚀性能的主要因素是其硬度;在高冲角时,材料破坏方式以挤压凿削作用为主,决定材料耐冲击性能的主要因素是其柔韧性;涂层质量损失随下沙率的增大在300g/min时出现峰值;涂层累积质量损失随时间大致呈线性增长,冲蚀过程存在明显的潜伏期、加速期和稳定期.     

钢结构表面涂层材料抗风沙冲蚀力学性能研究

分析了内蒙古中西部地区风沙冲蚀环境特征,通过测定钢结构涂层的厚度、密度、硬度、弹性模量、柔韧性、涂层与基材附着力等级等指标,研究了钢结构涂层材料抗冲蚀力学性能和不同风沙环境特征参数对涂层冲蚀的影响.结果表明：钢结构涂层的涂层硬度和弹性模量较小,而其柔韧性较大,涂层与基材附着力等级高;在风沙冲蚀过程中,涂层的冲蚀失重量均随着风沙流冲蚀速度的增大而显著增加,随着冲蚀下沙量的增加而增加,其在低角度冲蚀下的冲蚀失重量要大于高角度下的冲蚀失重量.     

风沙冲蚀作用下钢结构涂层的应力计算与分布特征

目的 合理计算风沙冲蚀作用下钢结构涂层的应力,并客观反映其分布特征。方法 基于接触力学和结构动力学理论,建立风沙侵蚀钢结构涂层时的冲蚀荷载表达式,利用位势理论推导出在冲蚀荷载作用下钢结构涂层的应力计算公式,并结合西北地区风沙流特征对钢结构涂层不同位置处的应力分布规律进行分析。结果 涂层的面漆和中间漆厚度宜分别取165～210μm和145～165μm。面漆应具有良好的抗拉、抗压和抗剪性能,以防止发生表面开裂和次表层塑性屈服现象;中间漆的抗剪和抗压强度应分别不小于250 kPa和800 kPa。钢结构建筑物的最小迎风面积应尽可能垂直于风向,以降低风沙对钢结构建筑物的冲蚀破坏。结论 在风沙冲蚀作用下钢结构涂层宜设置底漆、中间漆和面漆3层,且底漆、中间漆和面漆的厚度应依次增大;面漆抗压和抗剪强度均要优于中间漆和底漆,以防止表面开裂和次表层塑性屈服。     

风沙区草场生态整治水利综合技术示范与推广

京津风沙源治理工程科技支撑项目是创新性的研究示范推广项目。"风沙区草场生态整治水利综合技术示范与推广"项目将技术依托单位多年科研成果及针对项目区开展的研究成果,经集成精炼在内蒙古克什克腾旗沙源治理工程中进行了大面积的示范推广,使项目区治理效果得到明显提高,提高了克什克腾旗风沙源治理工程建设水利水保项目的科技含量,项目成果将为类似地区风沙源治理工程从科技方面提供重要的支撑。     

陕甘宁盐环定扬黄工程沿线风沙治理的现状与对策

介绍了扬黄工程沿线风沙造成渠道危害的因素，尤其冬春多风季节流沙严重淤积渠道，致使渠道水位偏高，严重威胁渠道行水安全，给工程安全运行和管理带来严重隐患。目前，经过治理取得了一定成效。治理的主要对策有：①实行生物措施与工程措施相结合；②治理风沙侵蚀与保护渠道安全运行相结合；③因地制宜，因害设防。采取围拦－扎防沙草障－种沙生植物、沙柳等措施治理，有效地防止了工程沿线风沙淤积对工程的危害，为受益地区发展经济，改善生产、生活条件，减轻风沙灾害发挥了重要作用；有效地减轻了管理部门的管理费用，保障了工程安全运行。治沙措施不仅适应于水利工程，而且还适应于公路、铁路工程。     

沙尘暴场景的参数化建模与实时绘制

沙尘暴是一种灾难性的自然景象,对沙尘暴的量化建模与实时绘制,在环境保护、灾难救援、城市交通及影视特技制作等领域有重要的应用价值.为此,提出了一种基于气象学原理的沙尘暴景象参数化建模方法,特别地,分析了上升气流与温度场的关系,并提供了模拟沙尘暴起沙和升流的简化模型.只需输入气压、气温、沙尘密度、场景类型等不同参数即可模拟出特定条件下的沙尘暴景象.在对沙尘暴景象进行实时绘制时,采用基于半角切片的前向多散射的体绘制模型,大大减少了了整体散射模型的计算量.对沙漠和城市场景不同程度沙尘暴景象的实时模拟结果表明了文中方法的有效性;最后采用气象计算模型对所生成的沙尘暴景象的能见度进行了定量的评估分析.