王洪涛
- 作品数：18 被引量：245H指数：10
- 供职机构：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院知识创新工程国家杰出青年科学基金更多>>
- 相关领域：天文地球环境科学与工程理学交通运输工程更多>>
- 豫北平原近25年来生态服务价值研究被引量：10
- 2010年
- 运用3S技术,分析和探讨了豫北平原的内黄县1979—2003年的生态系统服务价值变化.土地利用变化直接影响生态服务价值,该区25年间的生态系统服务价值变化显著,呈增长趋势.耕地和林地生态系统服务功能约占总服务价值的80%～90%.结果表明:25年来内黄县研究区域的生态环境质量呈不断上升的态势,生态系统服务价值增加逾2.6×108元.研究区内的林地、园地面积不断增加,增加的面积部分主要源自未利用地,而另一部分则是由耕地转变而来.这一方面反映了人口增长和经济建设需求对生态环境变化的积极影响,另一方面也反映了研究区人民和相关部门重视生态环境,环保意识增强.
- 李根明董治宝孙虎钱广强罗万银王洪涛逯军峰
- 关键词：生态系统服务价值生态环境质量
- 风沙流中风速廓线的数值模拟与实验验证被引量：22
- 2008年
- 如何描述风沙流中被风沙运动改变了的风速廓线是风沙相互作用研究中的关键问题之一。该文中将跃移风沙流视为一种颗粒拟流体,将跃移颗粒对气流产生的阻力用颗粒流的阻力系数来表达,建立了描写两场相互作用的数学模型。颗粒流的阻力系数采用了前人在液态流化床研究中得出的阻力系数表达形式,通过引入一个修正系数,使其适用于风沙流(气-固两相流)。将风沙边界层划分为跃移颗粒所产生的阻力不可忽略的内边界层和跃移颗粒阻力可以忽略但受内边界层影响的外边界层,分别建立了内边界层和外边界层的风速廓线表达式。应用所建立的数学模型,根据由风洞实验测定的跃移风沙流的浓度分布和速度分布资料,计算了跃移风沙流中的风速廓线,并与风洞实测结果进行了对比。结果表明,计算风速廓线与实测风速廓线吻合得比较好,在半对数图上均为上凸的曲线,有别于无风沙运动时的直线。跃移边界层外风速分布可较好地用对数函数来描述。对风沙流中风速廓线的进一步分析证实了风沙物理学奠基人Bagnold在其早期观测风沙流中的风速廓线时提出的"结点现象"(Bagnold结),该结点的高度随风速的增大而升高,随颗粒粒径的增大而降低。根据数值模拟和模拟实验,可以认为有风沙运动的动床剪切风速是综合反映风场与跃移层以及地表之间相互作用的物理量。
- 董治宝慕青松王洪涛
- 关键词：风沙流风速廓线
- 粒子图像测速(PIV)技术在风沙环境风洞中的应用被引量：8
- 2006年
- 粒子图像测速技术是一种全新的非接触、瞬时、全场流速测量方法,广泛应用于流体力学实验中。笔者将其引入风沙运动研究是一个尝试,旨在为风沙物理和防沙工程研究提供新的测量手段。通过分析一系列的风洞实验结果,我们认为,在风沙流中颗粒速度分布、浓度分布、风沙地貌形成演化、防沙工程原理及应用方面,粒子图像测速技术具有一定优势,可以克服传统测量手段的某些不足。
- 钱广强董治宝王洪涛罗万银
- 关键词：粒子图像测速风洞风沙流风沙地貌防沙
- 几种常用风沙颗粒测速方法对比被引量：6
- 2010年
- 沙粒运动速度是风沙颗粒运动学和风沙流(一种特殊的气固两相流)研究中的一个重要参数,受到风沙物理学研究者们的长期关注。风沙颗粒运动速度研究遇到的关键问题是测量方面的困难,目前已经尝试应用了多种测量技术。对几种常用测试手段——光电管测速计、高速摄影、粒子动态分析仪(PDA)和粒子图像测速仪(PIV)的测量结果进行了对比分析。光电管测速计、高速摄影法、以及粒子动态分析仪在研究颗粒速度的分布方面比较有用,而粒子图像测速仪则是一种全场测速技术,是测量特定区域内平均速度场时空变化的有用工具。上述几种测试方法所得的结果既有相似之处,但也存在较大差别。根据这些测速手段所得到的沙粒速度的概率分布特征是相似的,但测量结果所反映的沙粒平均速度与风速、粒径以及其他可能影响因子间的关系存在明显差异。目前的测量技术均不能直接测量贴近层或沙床表面的沙粒速度,而这些数据在研究地表颗粒的起动机制时是相当重要的。虽然用不同的测量技术所得出的沙粒平均速度随高度的变化关系均为幂函数,但这些幂函数的估算结果差别很大。基于对比分析,我们认为,各种测速技术均有其独特的测量原理,各有其优劣,但对其测量结果的可靠性尚无定论。所以,为了充分运用不同的测速技术,需要做大量的工作对其进行验证标定,研发一种可靠的技术来测量风沙流中的沙粒速度仍然是目前风沙物理研究的重要任务。
- 董治宝钱广强罗万银王洪涛
- 关键词：风沙流
- 横向沙丘气流平均速度变化规律的风洞模拟被引量：15
- 2009年
- 在沙丘动力系统中,存在沙丘形态、气流、沙粒运移三者之间复杂的相互作用。通过风洞实验的方法,针对不同形态的6组横向沙丘模型,采用粒子图像测速系统,测量了模型沙丘周围气流水平速度和垂直速度的变化规律。实验结果表明,横向沙丘迎风坡水平气流存在1.28～1.89之间的加速率,垂直气流存在上扬趋势,这二者均有随沙丘迎风坡坡度增大而增大的趋势。在横向沙丘背风坡,由于气流的分离,水平气流速度减小并出现反向,其大小约为自由风速的17%;垂直气流速度存在下沉趋势,其最大沉速出现在气流重附点附近;背风坡气流速度的变化受沙丘迎风坡坡度影响较小,受自由风速的影响较大。沙丘对气流速度的改变在近地层较为显著,随着高度的增加地形影响逐渐减小。
- 钱广强董治宝罗万银王洪涛
- 关键词：横向沙丘粒子图像测速风洞模拟
- 横向沙丘背风侧沙粒风蚀起动的风洞模拟被引量：13
- 2007年
- 通过风洞实验,探讨了横向沙丘背风侧“二次流”的沉积学和形态-动力学意义。在不同迎风坡坡度的横向沙丘模型背风侧,我们观测了不同位置沙粒的起动风速以及在临界状态下沙粒的运动特征。结果表明,沙丘背风侧的颗粒起动风速不仅与其距沙丘顶部的距离有关,也与沙丘迎风坡坡度有密切关系。根据沙丘背风侧颗粒运动特征,可以将其划分为向后运动区域、晃动或摆动区域以及向前运动区域,产生这一现象的原因是在沙丘背风坡气流分离、反向涡和气流重新辐合共同作用的结果。在所有的观测结果中,迎风坡坡度为15°的沙丘具有最大的沙粒起动风速和最远的气流重新辐合距离,其原因尚需进一步研究。
- 钱广强董治宝罗万银王洪涛
- 关键词：横向沙丘起动风速二次流风洞模拟
- 关于风沙流中风速廓线的进一步实验研究被引量：27
- 2003年
- 总结与分析了以前学者对风沙流中风速廓线的研究成果,指出了其中的不足之处。并通过实验测出两种较典型自然沙(沙丘沙与河滩冲积沙)所形成稳定状态下风沙流中的风速廓线,提出了新的风速廓线模型。实验结果表明风沙流中的风速廓线用幂函数u=azb拟和最佳,拟合系数均大于0 95。经验证,实验结果可靠。
- 王洪涛董治宝钱广强赵爱国
- 关键词：风沙流风速廓线风洞实验风沙运动风沙物理学
- 风沙流中沙粒浓度分布的实验研究被引量：35
- 2004年
- 利用粒子图像测速技术(PIV),在风洞内对与天然沙接近的石英沙风沙流沙颗粒浓度沿高度分布进行了研究。对3种不同轴线风速研究结果表明,风沙流中沙粒浓度沿水平方向基本不变,而随高度呈指数衰减,而且其衰减速率与风速密切相关。风速越大,衰减速率越慢;风速越小,衰减速率越快。风沙运动一旦发生时,靠近沙床表面的沙粒浓度随风速变化很小,可以认为趋于稳定,达到最大值。
- 王洪涛董治宝张晓航
- 关键词：风沙流粒子图像测速
- 包兰铁路沙坡头段防护体系近地面流场特征被引量：21
- 2006年
- 基于地形和流场实测,研究了包兰铁路沙坡头段铁路防护体系近地面流场沿NNW—SSE方向的变化.结果表明,由于地形变化以及人工植被和草方格的存在,防护带内等风速线沿风向呈逐渐变疏和抬高的趋势,各高度的风速总体上呈递减趋势,风速放大率为负;沙丘迎风坡风速放大率为正,流动沙丘迎风坡风速放大率高于固定沙丘迎风坡.沙丘背风坡2.5m高度内风速放大率总体为负.防护带内的固定沙丘背风坡气流通体减速,各高度的风速放大率全部为负,平均为-1.48%/m.防护带内地表空气动力学特征发生变化,其中沙丘迎风坡地表风速廓线接近于对数率;人工植被带地表空气动力学粗糙度显著高于流沙区.
- 张春来邹学勇程宏杨硕潘星慧王洪涛
- 关键词：风速廓线
- 栅栏对颗粒起动风速影响的实验研究被引量：10
- 2007年
- 气流对栅栏的响应可以定量地用沙粒的起动风速来表征。通过风洞模拟实验研究了栅栏两侧不同距离处沙粒的起动风速及运动特征随疏透度和高度的变化关系。根据颗粒运动的不同典型特征,栅栏附近的水平区域可划分为5个区。栅栏的疏透度是决定其最终防护效果的关键因素,紧密型栅栏,尤其是不透风栅栏,其迎风侧脚容易形成堆积。栅栏疏透度为0.3～0.4时相对起动风速最大,疏透度0.3～0.6时能产生最大的有效防护距离。栅栏越低,产生最佳的防护效果所要求的疏透度就相对越小,反之亦然。疏透度0.3～0.4的栅栏在实际应用中可以起到最佳的防风阻沙效果。
- 罗万银董治宝钱广强王洪涛
- 关键词：起动风速
