直升机-舰动态配合的舰面流场环境研究综述

研究了制约直升机-舰动态配合性能的首要原因——直升机的载舰在海上风场、舰面特殊结构、舰艇运动等因素作用下形成的非定常舰面紊流场。在总结早期直升机-舰动态配合试验研究特点的基础上,分析了舰面流场海上实测试验的方法及其发展;针对舰面流场模拟普遍采用的CFD技术,分析了舰面流场CFD仿真的发展过程及现状。评价了新型CFD方法——DES在处理大分离涡外流方面的优势,指出了DES在舰面流场仿真领域的光明前景。     

河流氧化亚氮产生和排放研究综述

氧化亚氮(N2O)是仅次于二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的重要温室气体.由于人类活动对土地的影响导致河流系统中氮的可利用性增加,河流生态系统的N2O排放量正日益增长.本文对国内外河流水体N2O溶存浓度和饱和度、水-气界面排放通量及沉积物-水界面交换通量等数据进行了收集,并总结和分析了河流生态系统中N2O的产生机制及主要影响因子.     

微孔曝气与覆盖对城市重污染河道底泥磷形态分布及释放过程的影响

采用自行研发的泥-水界面微孔曝气系统,开展了底泥表面曝气和覆盖对城市重污染河道底泥磷释放及形态分布规律的影响研究.结果表明,微孔曝气能够有效提高上覆水的溶解氧(DO)和沉积物的氧化还原电位(Eh),能够将泥-水界面Eh维持在-100 m V左右,DO提高到6 mg·L-1以上.与对照比较,原位覆盖处理的上覆水DO和Eh有一定提高,但仍明显低于微孔曝气处理.与对照相比较,微孔曝气处理均有效降低上覆水中总磷(TP)和溶解性正磷酸盐(PO3-4)的含量.试验结束时,微孔曝气(A)和微孔曝气+原位覆盖处理(A+C)上覆水中TP含量由初始的0.201 mg·L-1分别降至0.062 mg·L-1和0.050 mg·L-1;上覆水中PO3-4含量由0.086 mg·L-1和0.078 mg·L-1分别降至0.026 mg·L-1和0.023 mg·L-1.与对照相比,微孔曝气处理明显降低了底泥间隙水中TP的浓度,在整个培养期间,其TP含量平均下降38.8%(A)和47.9%(A+C).底泥原位覆盖处理对抑制泥-水界面磷释放能力要弱于微孔曝气处理,而且在试验后期(50 d),上覆水中TP和PO3-4的含量均有所反弹.不管有无覆盖,泥-水界面微孔曝气处理均显著改变了表层底泥磷形态分布特征,显著降低了底泥中铁铝结合态磷(Fe/Al-P)组分比例,而钙结合态磷(Ca-P)含量比例却出现明显增加.单一的表面覆盖处理对底泥磷形态分布特征没有显著影响(P0.05).研究表明,与单一的处理效果相比较,泥-水界面纳米微孔曝气处理,并结合底泥原位覆盖,更有利于抑制城市重污染河道泥-水界面中磷的释放风险.     

夏季太湖浊度分布特征及其在水-沉积物界面识别中的应用

基于2014年8月对太湖61个采样点的浊度和各物理化学指标的测定,分析夏季太湖浊度空间、垂直分布特征及其影响因素,利用实测的湖泊底层浊度垂直分层对水-沉积物界面进行定量识别.结果表明,夏季太湖浊度表、中、底层浊度平均值分别为(28.3±21.4),(23.0±13.3),(31.7±15.0)NTU,总体分布趋势为太湖北部贡湖湾、梅梁湾最大,其次为西部及湖心区,较低值出现在胥口湾及东太湖;线性回归分析表明,表、中、底层浊度分别与叶绿素a、无机悬浮物、总悬浮物浓度的拟合关系最好;基于浊度垂直分层定量识别的太湖水-沉积物界面厚度均值为(156.4±53.5)mm,其中贡湖湾及太湖西部厚度最大,其次为湖心区及梅梁湾,东太湖、胥口湾、竺山湾界面厚度最小,界面厚度与中层浊度存在显著的正相关(R2=0.552),风浪引起的频繁的沉积物再悬浮将增加水-沉积物界面厚度.太湖浊度的垂直分层可用于水-沉积物界面的定量识别,为水-沉积物界面营养盐交换和物质循环研究提供科学依据.     

The implementation of a measurement system for brushless DC motor parameters

Most of the energy conversion in industrial devices and equipment is completed by the motor. The acquirement of motor parameters becomes very important for designing the motor drives. The aim of this paper is to design and implement a motor measurement system. Through the processing of an Advanced RISC Machines (ARM) microcontroller, the various parameters of motors such as input voltage, input current, input power, motor speed, and motor torque can be obtained. Consequently, the torque constant, load torque, viscous friction, and the inertia of the motor are calculated and achieved. The motor parameters can be commanded and displayed in the designed human interface of a PC via USB communication. The hardware system designed in this system includes an ARM microcontroller, an inverter, a voltage sensor, a current sensor, a torque sensor, and power supply. The software programming is developed under the Visual Studio 2012 environment development platform using the C language. Finally, the prototype of the motor measurement system is completed and verified. The experimental results for the motor parameters and torque/speed characteristic are demonstrated and show the feasibility of the complete designed system.     

基于Hilbert谱信息熵的煤矸放落振动特征分析

针对煤矿安全生产中的综放工作面煤矸界面探测问题,提出利用煤矸下落冲击钢板的振动特征来探测煤矸界面的方法。煤矸振动信号表现出非平稳特征,采用经验模态分解方法将复杂矿井环境下的煤矸振动信号分解成固有模态分量。选择包含煤矸振动特征的前7个本征模函数(IMF)分量,通过Hilbert变换得到Hilbert谱。分析不同放煤状态下钢板振动信号的Hilbert谱发现,顶煤下落时的Hilbert谱分布较均匀,而煤矸混放时的Hilbert谱呈现不均匀分布。根据信息熵理论,提出了基于Hilbert谱信息熵的煤矸振动特征提取方法。试验结果表明,顶煤下落时的Hilbert谱信息熵要大于煤矸混放时的Hilbert谱信息熵,因此,煤矸振动的Hilbert谱信息熵特征能够准确地反映放煤状态。     

基于矿山安全专家系统安全信息采集及特征研究

把人工智能专家系统应用到矿山安全领域,模拟专家的经验评估安全生产环境,实现矿山最大安全化管理。安全专家系统的人机界面是系统与用户沟通的桥梁。友好的人机界面信息采集,既可以提高使用者的工作效率,也可以提高输出结构的准确性。针对安全专家系统在金属非金属矿山研究较少的特点,从系统安全工程相关原理出发,引入了人工智能安全专家系统,并从总图布置单元、开拓单元、采掘单元、提升运输单元、供电通讯单元、通风单元六个方面,探讨了界面信息采集的有关理论。根据给出的人机界面信息采集流程,得到了能够最大程度表征矿山安全的信息。为专家系统推理机后续的推理工作提供了一条有效的途径,最终实现人-机交互过程智能化的目的。     

香溪河沉积物-水界面的营养盐交换特征

为研究香溪河库湾沉积物-水界面的营养盐交换特征,于2016年6月采集香溪河库湾上覆水和沉积物间隙水样品,分析不同形态氮、磷的空间分布特征并进行相关性分析,计算沉积物-水界面氮、磷的释放通量.结果表明:香溪河库湾上覆水和沉积物间隙水中ρ（TP）的变化范围分别为0.484~0.927和0.511~2.220 mg/L,ρ（TN）的变化范围分别为0.739~4.302和3.571~14.011 mg/L;上覆水和沉积物间隙水中氮、磷质量浓度在沿程和垂向上具有一定的变化规律,上游区域沉积物间隙水中氮、磷质量浓度大于下游区域,沉积物间隙水中氮、磷质量浓度明显大于上覆水;香溪河沉积物总体上表现为PO₄3--P和NH₄+-N的"源",中下游区域沉积物表现为NO₃--N的"源",而中上游区域表现为NO₃--N的"汇";PO₄3--P的释放通量范围为0.129~0.339 mg/（m2·d）,NH₄+-N的释放通量范围为0.213~1.415 mg/（m2·d）,NO₃--N的释放通量范围为-1.109~3.446 mg/（m2·d）.研究显示,上覆水的环境条件对于沉积物-水界面营养盐交换存在一定的影响,但影响程度各有不同.      

极低风速条件下水-气界面甲烷气体传输速率分析

薄边界层理论被广为用来计算水-气界面气体通量,而气体传输速率(k600)则是其中的关键性环境因子.为了研究极低风速下小型浅水湿地水-气界面甲烷气体传输速率,以宜昌饮用水水库梅子垭水库和周邻5个富营养化池塘为研究对象,采用静态通量箱进行了为期一年的水-气界面甲烷气体通量观测,同步监测了水环境因子和气象因子.野外监测时的风速(U10)范围为0~0.75 m·s~(-1),平均值约为0.19 m·s~(-1);水温(Tw)变化范围为6.3~30.9℃,平均值约为19.3℃.结果表明,梅子垭水库和周边5个池塘水-气界面甲烷气体传输速率较小,在0.20~1.99 cm·h~(-1)之间变化,平均值约为0.50 cm·h~(-1).本研究利用表层水温和风速指标两个参数的双二次项模型和二次项加幂函数模型,回归得到了气体传输速率的数学公式,回归结果与原始数据和对k600进行深度平均(bin-averaged)后的数据均存在极显著性关系.     

锰矿区土-水界面污染流中重金属来源分析

基于对湘潭锰矿红旗矿区土-水界面重金属污染流的采样分析,通过相关性和主成分分析法,研究了锰矿区土-水界面重金属污染流中的锰、镍、铜、锌、镉、铅重金属的来源以及同源性。结果表明:6种重金属的差异性、离散程度、变异性较大;锰—镍、锰—锌、锰—镉、锰—铅、镍—锌、铜—锌、铜—铅、锌—镉、锌—铅、铅—镉呈极显著正相关,镍与锰以外的其他重金属相关性都较低;3个主成分的贡献率分别为58.300%、16.628%、11.115%,累积贡献率达到了81.543%,并且6种重金属在主成分1的载荷非常高。结合矿区的周边环境和自身特点,表明6种重金属的主要共同来源为矿区内的矿业活动,并且工业活动、交通运输、农业活动等也对矿区造成了一定程度的重金属污染。