基于多目标决策的钢轨减磨方案优选研究

本文以提升城市公园人行层风环境舒适度为目标,通过PHOENICS数值模拟的方式,研究探索不同植被类型和不同植被类型搭配对人行高度处风速的影响特征,并提出适合不同风况下的植被类型搭配组合,以期为公园风环境设计研究提供参考依据。研究结果显示,两种植物类型搭配中,小乔木+大灌木对人行层高度风速衰减效率最佳,大乔木+中乔木对风速影响范围最大;三种植物类型搭配中,中乔木+小乔木+大灌木对人行层高度风速衰减效率最佳,大乔木+中乔木+小乔木对风速影响范围最大。     

大学校园主要绿化植物滞尘效应调查与分析——以沈阳地区三所大学校园绿化植物为例

通过对沈阳农业大学、沈阳师范大学和沈阳建筑大学等校园24种主要绿化植物滞尘能力的测定,确定了适应沈阳市大学校园生长、滞尘能力较强的园林绿化植物,这些绿化植物为广大师生提供良好的生态环境。结果表明,不同类型植物滞尘能力差异显著,其中灌木植物的滞尘能力较强,其次是落叶乔木。同一类型的不同植物的滞尘能力也存在差异,有的可相差2～15倍,甚至更高。针叶树种中,东北红豆杉(Taxus cuspidata)滞尘能力最强,滞尘量达到5.709g.kg-1,在灌木植物中紫丁香(Syringa oblata)和水蜡(Ligustrumobtusifolium)是优良的滞尘植物,平均滞尘量分别达到5.645g.m-2和2.620g.m-2;在乔木植物中毛白杨(Populus tomentosa)的滞尘量最大。因此,沈阳市各大学校园根据情况合理安排滞尘能力较强的园林绿化植物,对高等学校的校园生态环境的改善具有着重大意义。     

大跨人行悬索桥纵横主梁涡振性能研究

为掌握大跨人行悬索桥纵横主梁涡振性能,以国内拟建的一座宽跨比为0.028 4的人行悬索桥为工程背景,对其涡振响应特性及发生机理进行了研究。采用数值方法分析了该主梁涡振响应、流场涡脱演化、风压分布以及涡激振动贡献系数在-3°、0°和3°风攻角下的特性。结果表明,随着风攻角由正转负,主梁竖弯涡振性能变差,其风速锁定区间向低风速区偏移,最大竖弯涡振幅值增大,最不利扭转涡振出现在0°风攻角下。由于主梁下表面多个工字钢纵梁的阻挡作用,导致主梁下部气流旋涡运动状态复杂,其对涡振响应影响显著。脉动风压系数随风攻角的变化规律复杂,主梁上、下表面脉动风压系数极值分别出现在-3°和3°风攻角下。不同风攻角下,主梁上、下表面的涡激振动正贡献系数极值均出现在尾流端且作用范围较大,此为结构竖弯涡振响应的主要贡献区域。     

鼓形动力集中动车组不同环境交会气动载荷数值研究

列车交会对车身产生冲击,影响车窗玻璃强度和空调进风性能等。为评估新研发的鼓形动力集中动车组不同情况下交会的车身压力变化,采用滑移网格技术,基于三维可压非定常雷诺时均方法和SST k-ω湍流模型,分析了隧道内不同线间距和不同车速,以及侧风环境下不同风速和不同车速的列车交会压力。结果发现,隧道内列车等速交会、相同线间距下,P_(max)、P_(min)和ΔP随车速增加而增大;同一速度下,P_(max)、P_(min)和ΔP随线间距增加而减小。风环境下列车交会,迎风侧列车的交会侧压力变化幅值最大。隧道内列车最大压力变化幅值远大于侧风下的压力幅值,隧道为侧风下的2.4～3.2倍。     

南长山岛植物物种多样性及其空间格局分析

为建设和保护海岛植被生态系统,连续两年实地调查了南长山岛植物物种种类及生长状况,采用物种多样性指数,运用方差分析研究了不同坡向、坡位的生物多样性及其分布格局.结果表明:(1)南长山岛共有维管植物127种,隶属于44科106属,植物种类以世界广布科为主,植物区系具有温带属性,单种属占比较高;(2)整体上,南长山岛丰富度指数(S)、Shannon-Wiener指数(H)、Simpson指数(D)呈现草本层灌木层乔木层,Pielou均匀度指数(J)为灌木层草本层乔本层;相比其它岛屿,物种多样性水平偏低;(3)乔木在不同坡向、坡位物种多样性无显著差异(P 0. 05),人为因素是影响乔木物种多样性分布格局的主要因素;灌木层Shannon-Wiener指数、Simpson指数坡向间存在极显著差异(P 0. 01);草本层Shannon-Wiener指数、Simpson指数和物种丰富度指数坡向间存在极显著差异(P 0. 01).结论:(1)南长山岛具有相对丰富、分布均匀的植物群落但表现出较低的生物多样性水平;(2)坡向是影响南长山岛物种多样性空间格局的主要地形因子.本研究在一定程度上对海岛植被生态建设具有参考意义.     

大连城市绿地的群落组成及物种多样性分析

为大连以及气候类型相近城市的绿地规划和植物多样性建设提供科学依据.本研究对105个不同类型和不同规模的大连城市绿地样方内植物群落的树种组成、群落特征和物种多样性进行分析,结果表明：调查样方共有植物种类262种,其中乔木类115种,灌木类50种,草本类97种.乔木与灌木树种的比例约为1.0∶0.43;常绿植物与落叶植物的种类比例约为1.0∶4.3.在五种绿地类型中,总体物种多样性表现为公共设施绿地、居住绿地和公园绿地较高,道路绿地次之,其他绿地最差.     

南宁青秀山绿地绿量评价

针对不同植物种类、不同绿地结构间存在的功能差异,以植物所占据的绿色空间体积作为评价标准,选取南宁青秀山植物群落中16个样点,采用CI-110冠层分析仪(美国CID)进行绿量测定.结果表明:其叶面积指数依次为阔叶林>灌木草本>针阔混交林>农林作物>针叶林;凡是具有复层混交结构林分的叶面积指数通常高于只有一层结构的林分;青秀山风景区总绿量为31 754 262 m2;相同面积复层混交群落的绿量远大于乔木+地被这类结构简单的群落的绿量.其研究结果对南宁城市绿地改造建设有一定的指导意义.     

空气幕在U型竞技场地中防风效果的数值模拟研究

在冬奥会一些比赛项目中，运动员完成动作时跳跃高度大，空中动作多，滞空时间长，受风速的影响较大。在风速较高情况下，运动员的动作容易变形，可能影响最终的比赛成绩甚至导致运动员受伤，并且赛场也可能出现被大风损坏的情况。应用CFD数值模拟方法，以冬奥会U型竞技场地以及周围一定区域内流场特性为研究对象，研究了挡风墙与空气幕对墙后流场特性的影响以及不同墙高和不同空气幕射流角度下对墙后流场特性的影响。模拟结果表明，挡风墙和空气幕组合使用可以为U型场地提供一个较大的低风速区域，当空气幕射流角度一定时，墙高越大，U型场地上方剪切侧层高度越大，墙后庇护距离越远。当墙高一定时，空气幕射流角度在50°～60°之间对风速的折减效果最好。同时采用空气幕作为防风措施，可以把防风网高度从15 m左右显著减少到2 m。     

粉细砂地层水玻璃渗透注浆研究

石家庄地铁矿山法施工地段需要穿越大范围无水粉细砂地层,这类地层的土体强度低,自稳能力差,隧道开挖前需进行水玻璃超前注浆加固。为研究水玻璃混合液的性能以及在粉细砂介质中的渗透规律,优化注浆设计参数,保证注浆效果,以石家庄地区粉细砂地层作为研究对象,通过室内试验配置了以乙酸乙酯和吐温20为乳液的水玻璃,研究了不同配比下的混合液的胶凝时间以及粘度时变性,并将粘度时变规律引入到有限元软件COMSOL Multiphysics中,研究不同注浆压力对水玻璃扩散半径的影响,并进行了现场试验,结果表明,乙酸乙酯和吐温20的质量比为1∶0.5时,可较好地满足工程要求,且注浆压力对水玻璃的扩散范围有明显影响,施工中应根据工程环境、导管间距等合理选择注浆压力和浆液水灰比,以达到预期的注浆加固效果。     

烟台市蓁山人工林火烧迹地植被恢复初期的群落结构特征

为研究烟台市区人工林地被火烧后自然恢复的潜力,调查研究了烟台蓁山遭受火灾的刺槐(Robinia pseudoacacia.)与黑松(Pinus thunbergii)混交林迹地在两年后植物群落恢复的结构特征.结果表明:(1) 在乔木、灌木植物被火烧全部去除后,原生长于林下、林缘、路边灌草丛中的草本植物迅速繁衍,形成地被层,火烧迹地可迅速恢复为草本植物群落,次生裸地阶段仅约30 d左右.(2) 处于阴坡的火烧迹地形成以大型多年生根茎禾草紫芒(Miscanthus purpurascens)为建群种的草本植物群落,群落的植物种类及数量丰富,各物种的高度、盖度等均高于未火烧林地的草本层;群落的垂直和水平结构较复杂.处于阳坡的火烧迹地群落恢复速度缓慢,群落的种类、数量等变化幅度较小.乡土草本植物在火烧后迅速生长,这对植被的恢复过程以及防止因林地被破坏而发生水土流失等生态灾害具有重要意义.(3) 尽管该群落周围有荆条、酸枣、扁担木等灌木种类存在,但是火烧两年后还未见有木本植物种类出现,可见其自然恢复成为木本群落需要较长的时间.     

民勤沙区绿洲—荒漠过渡带典型植被群落物种多样性特征分析

为了探索绿洲—荒漠过渡带植被群落物种多样性特征,以及不同生活型植物在维持物种多样性和群落稳定性方面的机理,对民勤沙区绿洲—荒漠过渡带8种典型植被群落的物种组成、群落结构特征、物种多样性进行研究.结果表明:(1)灌木层在物种组成和数量上占有绝对优势,除红砂群落外,其他群落中灌木所占比例均在56.86％以上,多年生草本植物所占比例较小,在整个群落中仅占0.30％～3.14％(除沙蒿群落6.65％),数量较稳定;(2)8个群落中白刺重要值最高,达84.41％,猫头刺群落最低为20.70％,其余6个群落在56.78％～68.07％之间;(3)8个群落多样性指数由大到小排列顺序为:猫头刺群落＞绵刺群落＞红砂群落＞沙蒿群落＞沙拐枣群落＞珍珠猪毛菜群落＞膜果麻黄群落＞白刺群落,群落多样性指数均偏低,物种丰富度较低,生态优势度较高,种间相遇率偏低,群落中物种分布不均匀.说明民勤沙区绿洲—荒漠过渡带群落物种主要以矮化的小灌木、小半灌木为主,多年生草本植物所占比例较小,优势种群在荒漠灌木群落中的地位和作用非常突出,对群落结构、生态系统的功能过程和群落的演替方向,具有比其他物种更重要的作用,荒漠灌木群落由于缺乏冗余物种的支持,是一类不稳定的群落.     

风资源评估中风切变指数的研究

为了对风资源进行准确有效的评估,对风切变指数这一重要参数进行了分析研究。根据风切变指数关系式,给出5种不同的方法分别计算风切变指数;然后根据计算得出的风切变指数与幂律公式推算已知高度的风速,再利用不同计算方法得出的结果与实测风速进行对比分析,选择误差最小的计算方法进行计算,得到较为准确的风切变指数。选用内蒙古乌兰察布市某测风塔共3个测风高度一年内完整的实测数据为例,采用上述方法计算该地区风切变指数,结果表明由于地面粗糙度和地形等因素的影响,不仅不同地区的风切变指数是不同的,即使是同一地区同一时间段的风切变指数也是不同的;因此,在进行风能资源评估时,应结合风电场的实际情况综合采用这5种方法,选取误差最小的风切变指数。     

北京奥林匹克森林公园游客对植物景观偏好研究

北京奥林匹克森林公园为模拟和营造自然植物景观,集中地采用多种植物造景手法。以问卷方式对来园游客展开调查,研究游客对该公园植物景观的偏好和游憩环境的感受情况。调查游客的基本特征包括性别、年龄、学历、职业和居住地;调查范围基本覆盖了公园的各个游憩区和景点。通过统计游客对不同类型的观赏植物、植物群落、植物空间环境和植物景观的偏好程度,分析其各自的特点及原因。研究结果表明：观花植物、乔灌草混交群落、半封闭的植物空间和林中溪流景观是多数游客的最爱;不同性别、年龄游客的偏好程度在某些方面存在差异。     

平坦地区含硫化氢集输管道的泄漏扩散模拟

针对管道中天然气的泄漏,尤其是含硫集输管道的泄漏将对周围环境造成极大的威胁,对平坦地区含硫化氢天然气管道泄漏扩散进行了数值模拟。模拟分析发现：静风条件下,天然气在大气中自由扩散稳定后,压力、速度和浓度分布基本对称,喷口附近、喷口垂直向上区域以及接近地面区域的硫化氢浓度很高,属于高危险区域;有风条件下,气体扩散范围增大,风不仅对污染物起输送作用,还起稀释扩散作用,但在地面附近影响效果并不明显,而随高度的增加,其效果将不断增强;在无风情况下,喷射区域基本在泄漏口正上方,而有风时,喷射区域发生弯曲;危险区域随着风速的增大而减小,静风时,其范围最大。模拟得出天然气管道泄漏点外扩散的规律能够为实际安全生产和应急抢险提供较好的参考依据。     

天线风洞试验阻塞比的仿真计算与分析

基于标准κ-ε湍流模型和不同进口风速,利用计算流体动力学方法分别对平板天线和抛物面天线进行风洞试验的仿真计算,分析了天线工作面及背风面的风载,在此基础上得出最佳的阻塞比范围,并对其成因进行了详细分析.计算结果表明:实体天线模型的截面积不应超过风洞试验段的4%.对于抛物面天线,只是它的阻力系数大于平板天线,但在阻力系数随阻塞比变化的趋势上是一样的.而且阻塞比对背风面载荷的影响比迎风面更为严重.     

石家庄地区无水砂层渗透注浆数值模拟研究

石家庄地铁矿山法施工地段需要穿越大范围中粗砂和粉细砂等无水砂性地层,这类地层的土体强度低,自稳能力差,为保证隧道施工安全,限制隧道变形及地表沉降,需进行超前注浆加固。以石家庄地区中粗砂地层为研究对象,考虑浆液粘度时变性,配置不同水灰比的水泥浆液进行室内试验,测试其粘度,得到不同水灰比的水泥浆液粘度的时间变化函数,并将粘度时变函数引入到有限元软件COMSOL Multiphysics中,研究不同注浆压力、浆液粘度、介质孔隙率等参数对注浆的影响规律,优化了注浆设计参数,研究成果对于指导工程施工,具有重要借鉴意义。     

不同类型环境规制对全要素能源效率的影响

不同类型环境规制会使市场资源配置发生不同转变,进而对全要素能源效率产生不同影响。基于2003—2018年中国省级面板数据,将环境规制分为正式、非正式两种类型并构建综合指标评价体系,运用SBM和共同前沿模型相结合测度考虑地区生产技术差异的全要素能源效率,利用面板门槛和中介效应模型从直接和间接两个维度研究环境规制在促进全国全要素能源效率提升过程中的影响效应。研究发现:正式环境规制对中国全要素能源效率提升发挥积极影响,但当其超过合理阈值时将减弱;非正式环境规制对中国全要素能源效率的影响呈先抑制、后促进的“U形”趋势。正式、非正式环境规制可通过影响技术创新和外商直接投资间接促进全要素能源效率的提高,且非正式环境规制的促进作用更强;产业结构升级在不同类型环境规制影响能源效率过程中存在遮掩效应,且非正式环境规制的遮掩效应更大。因此,应进一步优化环境规制工具,以科学的环境规制政策促进企业创新能力的提升和高质量外商投资的增加,增加全要素能源效率。     

迎面风速对电动汽车热泵系统蒸发器除霜特性影响的实验研究

针对电动汽车热泵空调系统在冬季室外换热器结霜后除霜效率低的问题,课题组设计并搭建了电动汽车热泵空调系统的实验台架,研究了在环境温度2.0 ℃和相对湿度85%下,电动汽车热泵空调系统中的蒸发器结霜后,蒸发器迎面风速对除霜特性的影响。实验结果表明：在实验工况下,室外换热器所结霜层呈间隔式分布;在系统逆循环除霜过程中,压缩机吸排气压力和换热器进出口温度逐渐升高,但随着蒸发器迎面风速的增高而降低,同时系统的制冷量出现波动现象;在相同的结霜工况下,较高的蒸发器迎面风速能缩短除霜时间,蒸发器迎面风速从0.8 m/s增加至2.3 m/s,除霜时间缩短37.4%,但此时的HVAC出风温度降低3.8 ℃,因此较低的蒸发器迎面风速则能提高HVAC出风温度,提高乘员舱舒适度。     

蓝猪耳叶片高频率再生体系的建立

以蓝猪耳(Torenia fournieri Linden)叶片为外植体,研究多种因素对蓝猪耳不定芽诱导及不定根形成的影响,并进行了条件优化,建立了蓝猪耳叶片高频率离体再生体系.结果表明:芽诱导与基本培养基成分关系不大,而与植物生长物质的浓度和种类有关,其中以MS+6-BA 2 mg/L+NAA 0.2 mg/L状态最佳;不定根形成受到植物生长物质和培养基中离子浓度的共同影响,最佳生根条件为1/2 MS+IBA 0.2 mg/L.     

季相变化对郑州市文化公园园林空间结构影响的量化研究

植物是园林设计要素中唯一具有生命的要素,具有周期性变化,季相变化对由植物围合的园林空间有着显著的影响。运用空间句法理论对郑州市文化公园的可视空间进行了量化研究,并对不同季节园林空间使用情况进行了现场调查,分析了季相变化对园林空间的影响。实验结果表明:由于植物的围合作用较强,非落叶季的园林空间形成了大小不同的空间结构,扩大了景深,丰富了空间层次;在落叶季由于植物的围合作用减弱,空间视域范围明显扩大,空间得以明显拓展;由于季相变化引起气温和景观的变化,冬季游人较少,活动类型单一,春季游人增多,活动类型丰富;空间活力热点无较大变化。