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《風(fēng)吹雪廓線的實(shí)驗(yàn)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、風(fēng)吹雪廓線的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)研究1)呂曉輝，黃寧H郭磊，李廣(西部災(zāi)害與環(huán)境力學(xué)教仔部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院，蘭州大學(xué)，甘瀟蘭州730000)摘要：利川風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)對(duì)風(fēng)雪運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究時(shí)多使用人造雪，壓實(shí)雪，它們與天然雪在力學(xué)和物理性質(zhì)上有很大差別。木文利用顆粒圖像測(cè)速儀(PIV)對(duì)新雪形成的風(fēng)吹雪進(jìn)行風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，給出了不同高度處雪粒粒徑分布函數(shù)形式以及平均粒徑廓線、雪粒數(shù)通量廓線的分布規(guī)律。當(dāng)摩阻風(fēng)速人于0.5m/s時(shí)單寬輸雪率與縻阻風(fēng)速滿足指數(shù)兩數(shù)的關(guān)系，小于0.5m/s時(shí)兩者滿足幕函數(shù)的關(guān)系，總體而言，單寬輸雪率與摩阻風(fēng)速呈線性關(guān)系。關(guān)鍵詞：風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，粒徑分布，雪粒數(shù)通量，單?寬
2、輸雪率，PIV中圖分類號(hào)：0359+.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：WINDTUNNELSTUDYOFVERTICALPROFILEOFDRIFTINGSNOW1}LUXiaohui,HUANGNing2),GUOLei,LIGuang(KeyLaboratoryofNleachanicsonDisasterandEnvironmentinWesternChina,TheMinistry^ofEducationofChina.LanzhouUniversity.GansuLanzhou.73000().China)Abstract:Previouswindtunnelexperiments
3、ondriftingsnowusuallyusedartificialorcompactedsnowasasubstitutefornaturalsnow,whichhasalargerdifferencebetweenphysicalandmechanicspropertieswithnaturalsnow.Inthispaper,wcinvestigatethemovementoffreshsnowthatincludesthedistributionsofsnowsizeatdifferentheight,andverticalprofileofmeanparticlesizea
4、ndsnowparticlenumberfluxbyParticleImageVelocimetry(PIV).Snowtransportratecanbeexpressedasanexponentialflinctionofhighfrictionvelocity(w?>0.5m/s)?andpowerfunctionatlowfrictionvelocity(w*<0.5m/s).Overall,Transportratelinearincreasingwithfrictionvelocity.Keywords:Windtunnel,Distributionofparticlesi
5、ze,Snowparticlenumberflux,Transportrate,ParticleImageVelocimetry(PIV)引言在冬季，風(fēng)吹雪是北方大部分國(guó)家和地區(qū)常見的自然災(zāi)害之一。在道路運(yùn)輸方面，風(fēng)吹雪引起能見度卜?降和道路積雪，阻礙交通甚至引發(fā)交通事故。在山區(qū)，風(fēng)吹雪是形成雪崩的重要因素z—,破壞基礎(chǔ)設(shè)施和危害人類生命安全。此外，風(fēng)吹雪對(duì)于草原地區(qū)雪水當(dāng)量的輸運(yùn)具冇重要的作川。因此，風(fēng)吹雪的研究對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的意義。為尋求預(yù)防風(fēng)吹雪引發(fā)災(zāi)害的方法，許多學(xué)者對(duì)風(fēng)吹雪的基本物理性質(zhì)進(jìn)行了研究，如雪粒的起動(dòng)、風(fēng)吹雪結(jié)構(gòu)、雪粒的輸運(yùn)與沉積等，其屮風(fēng)吹雪結(jié)構(gòu)是風(fēng)吹雪研究的
6、基礎(chǔ)問(wèn)題。風(fēng)吹雪結(jié)構(gòu)由躍移層和懸移層組成。躍移層是雪粒運(yùn)動(dòng)的主要組成部分，高度般在10cm以下1鐵諸多研究人員利用傳統(tǒng)的集雪儀對(duì)風(fēng)吹雪的水平通雖少風(fēng)速之間的關(guān)系進(jìn)行研究〔141,由于躍移層的高度一般在10cm以卜，使丿IJ傳統(tǒng)的集雪儀測(cè)量輸雪量時(shí)，受制于實(shí)驗(yàn)條件的限制和集雪儀集雪效率的影響，想得到近地面層的準(zhǔn)確集雪量比較困難。Schmidt⑸利用雪顆粒計(jì)數(shù)儀(SnowParticleCounter,簡(jiǎn)稱SPC)對(duì)風(fēng)吹雪中雪粒數(shù)，粒徑和速度進(jìn)行測(cè)量。但是SPC的光線在取樣區(qū)間不穩(wěn)定,測(cè)量結(jié)呆與實(shí)際結(jié)果相差較人。隨后，這一測(cè)量技術(shù)得到了改善，但也只能測(cè)量風(fēng)速小于12m/s時(shí)的雪粒速度⑹。S
7、PC為單點(diǎn)測(cè)雖儀器，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程屮需置于風(fēng)場(chǎng)中，干擾附近的流場(chǎng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定影響。躍移層內(nèi)雪粒的粒徑分布在數(shù)值模擬風(fēng)吹雪擊濺函數(shù)時(shí)扮演著重要的角色。躍移運(yùn)動(dòng)的雪粒對(duì)積雪層表面的沖擊作用是積雪層遭受侵蝕的主要原因。F1前，對(duì)不同高度處雪粒的粒徑分布進(jìn)行的研究受到實(shí)驗(yàn)條件的限制，得到的粒徑信息為懸移層內(nèi)雪粒的粒徑分布，對(duì)躍移層內(nèi)的雪粒粒徑分布情況所知有限阿。此外，利用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)?zāi)M風(fēng)吹雪運(yùn)動(dòng)多采用人造雪、壓實(shí)雪或者替代材料(如沙粒,獲皮等)它們與
