基于数字图像相关方法的黄河冰断裂性能研究

河冰的断裂性能是衡量河冰承载力、模拟和预测开河的重要参数。为明晰黄河冰的断裂性能,基于数字图像测量技术(Digital Image Correlation,DIC)开展了黄河冰的三点弯曲梁试验,分析了不同条件下试样的断裂形态,研究了温度和加载速率对黄河冰断裂韧度的影响。研究结果表明:DIC方法适用于黄河冰断裂试验的研究;黄河冰试样的断裂形态主要受到晶体形态的影响,试样的破坏形式以Ⅰ型断裂为主;黄河冰断裂韧度随着加载速率的增加而降低,随着温度的升高而减小,但在试验给定温度范围内降幅较小;提出了黄河冰断裂韧度与温度、加载速率的关系式,为极限荷载作用下河冰断裂过程的分析及冰荷载断裂参数的选用提供了依据。     

少资料条件河渠冬季冰情过程模拟研究

针对天然河道开展冰情过程数值模拟普遍存在的河道断面资料、水文和气象资料缺少的难题,本研究提出了时均气温和时均太阳辐射计算方法和支流流量的动态分配方法,即根据实测日最大气温、日最小气温和日净太阳辐射率定出关键影响参数,模拟出给定气象站的时均气温和时均太阳辐射的变化过程;通过上游流量向下游传播过程的特征分析,推演出缺少支流流量条件下河道区间支流流量分配的合理比例。将本文方法应用到黄河内蒙河段冰情过程模拟计算中,模拟的巴彦高勒冰盖厚度值和冰盖前沿的发展同实测值吻合良好。本研究成果可应用到少资料条件下江、河、渠道冰情演变过程的数值模拟中,为天然河道冰情的准确模拟提供方法支撑。     

黄河内蒙古段冰盖厚度模拟

基于原型观测数据对黄河内蒙古段的冰盖厚度进行模拟,通过引入Colburn类比法计算冰盖下的热通量,在热力学方程中引入河流流量、水流流速、水位河道坡降、冰盖糙率等因素,改进基于Stefan公式的度日法冰厚计算模型。采用巴彦高勒至头道拐河段4个测站的原型观测数据率定该冰厚计算模型的相关参数,并通过气温、水温数据进行冰厚计算。结果表明：改进后的冰厚计算模型在计算结果的精度上达到1.97％,相比于Stefan模型的14.99％、统一度日法模型的4.77％、动水冰厚辐射冰冻度日法模型的14.98％,精度上有所提升,冰厚变化趋势与现场原型观测趋势一致;根据累积气温值与气温序列特征分析2006—2017年的头道拐测站气温数据,提取冬季累积气温值最大的2009—2010年进行冰厚计算,模型计算结果精度为734％。[JP]改进模型在正常天气条件和极端天气条件下的冰厚计算结果均保持较高的精度,研究结果可为极端天气条件下研究区的冰厚计算提供理论依据。     

Thermal conductivity of a dendritic ice layer

Measurements of the thermal conductivities of the frozen layer of aqueous binary solutions have been performed using the transient hot-wire method. Solutions of ethylene glycol and sodium chloride were utilized as the testing fluids, and they were frozen up in the test section in which the platinum wires 40 m in diameter and 170 mm in length were strung. Measurements were carried out under equilibrium at a variety of both the initial concentration of the solution and the temperature of the frozen layer. The expressions of the thermal conductivity of the frozen layer were determined. It was found that the thermal conductivity of the dendritic ice layer was favorably assessed with the Lichteneker's model by introducing the solid fraction under an assumption of the equililbrium within the range of parameters examined.Paper presented at the Tenth Symposium on Thermophysical Properties, June 20–23, 1988, Gaithersburg, Maryland, U.S.A.     

一种基于架空线路CPS监测系统的融冰技术研究

我国大部分地区普遍都有冬季架空线路结冰的现象,造成大型线路结冰事故,给电力部门安全稳定运行带来极大的挑战。人工除冰或短路除冰都会使地区大面积停电,给电力系统带来损失。提出了一种基于架空线路CPS监测系统的融冰方法,当CPS监测系统检测到线路有结冰现象时,启动发热电阻线路进行加热,可以在短时间内对结冰线路进行融冰,在不停电的情况下,保障了电力安全,极大地减少了电力系统的损失。     

冰花镀锡在金属制品上的应用

在金属制品上获得美丽的结晶冰花,美化生活用品,已越来越为人们所重视。本文对冰花镀锡的电镀液组成,工艺参数的控制,生产过程中的故障排除作出了全面的介绍.     

基于多功能热管的高效吸附式制冰机组回质回热实验研究

设计了一种基于多功能热管的高效吸附式制冰机组，采用氯化钙/活性炭复合吸附剂和氨作为吸附工质对。吸附床的加热解吸、冷却吸附及回热过程均由热管工作完成，对该新型吸附制冰机组进行了回质回热研究，结果表明，回质回热型循环可使机组的制冷性能系数COP提高25.5 %，加热量减小约13 %，同时冷却器负荷降低约21 %;采用先回质后回热方式，在回质过程中继续加热解吸床可进一步增加机组制冰量。与传统回质相比，系统COP和单位质量吸附剂制冷功率SCP提高幅度均在15 %以上，且机组SCP的提高幅度高于COP的幅度;吸附制冰机组性能随冷却水温度的升高而下降，但系统的SCP始终维持在较高的水平。当冷却水温度为27℃、蒸发温度为-18.9℃时，系统的SCP仍然高达356.5 W·kg-1。     

基于TOPSIS-模糊综合评判的模糊推理模型在开河预报中的应用

冰凌开封河受到较多自然和人为因素的影响,具有较高的不确定性,为了进一步提高冰凌开封河预测的精度,考虑各因素的综合作用成为解决问题的关键。先采用主成分分析法初步确定冰凌开封河历时影响因子的权重,运用模糊推理模型依据影响因子矩阵的相似性进行初步预测,进而采用TOPSIS-模糊综合评判模型对预报因子进行识别,筛选出合理的预报因子进行二次预测。运用实例对基于TOPSIS-模糊综合评判模型冰凌预报因子识别的模糊推理模型的效果进行了检验,同时与冰凌预报模糊优选神经网络BP模型进行对比,结果表明:在TOPSIS-模糊综合评判模型因子进行识别基础上的模糊推理模型预测精度较高、效果较好,既能够有效识别预报因子,又能够较好地提高预报封河、开河历时的精度,为凌汛预测提供了新的途径。     

基于离散元方法的竖直群桩冰荷载分析

在高纬度海域或高寒地区的江河中,碎冰对海洋平台桩腿和桥墩等直立群桩结构产生很大的冲击作用,并在一定条件下造成不同程度的破坏。依据碎冰在自然条件下的离散分布特性,采用Voronoi切割算法构造随机分布和具有非规则几何形态的碎冰初始状态,在此基础上采用若干个具有黏结-破碎功能的球形颗粒构造具有一定厚度、尺寸和形状等物理参数的河冰离散单元模型,将竖直群桩简化为刚体结构,从而对碎冰的运移及其对群桩的冲击作用进行数值模拟。在此基础上可确定碎冰撞击下的群桩冰荷载,并分析冰块尺寸、冰速和冰厚对桩结构所受冰荷载的影响。     

Harnessing the Melting Peculiarities of Ultra‐High Molecular Weight Polyethylene Fibers for the Processing of Compacted Fiber Composites

Summary: Compacted fiber composites offer unique properties due to their lack of an extraneous matrix. The conditions of processing ultra‐high molecular weight polyethylene (UHMWPE) fibers were simulated in a heated pressure cell. In situ X‐ray diffraction measurements were used to follow the relevant transitions and the changes in the degree of crystallinity during melting and crystallization. The results strongly support the suggestion that the hexagonal crystal phase, in which the chain conformation is extremely mobile on the segmental level, constitutes the physical basis of compaction technologies for processing UHMWPE fibers into a single‐polymer composite. This report suggests that using a pseudo‐phase diagram outlining the occurrence of different phases during slow heating and the degree of crystallinity can provide valuable insight into the technological parameters relevant for optimal processing conditions.

Degree of crystallinity as a function of pressure and temperature in a region relevant to compaction processes.