渦動儀觀測農(nóng)作物需水量研究

前言

第1章 緒論

1．1 研究背景

1．2 渦動儀觀測農(nóng)作物需水量研究進展

1．3 渦動儀觀測農(nóng)作物需水量未來研究方向

1．4 渦動觀測農(nóng)作物需水量研究的意義

參考文獻

第2章 云南省高原農(nóng)作物渦動觀測區(qū)特征

2．1 觀測區(qū)概況

2．2 觀測區(qū)的選取

2．3 渦動觀測區(qū)的自然特征

2．4 渦動觀測區(qū)水土資源供需平衡分析

2．5 渦動觀測區(qū)農(nóng)作物灌溉特性

2．6 小結(jié)

參考文獻

第3章 渦動觀測設(shè)備及觀測內(nèi)容

3．1 渦動觀測設(shè)備及技術(shù)參數(shù)

3．2 渦動觀測內(nèi)容及方法

3．3 渦動相關(guān)法的基本原理

3．4 渦動觀測設(shè)備安裝調(diào)試

3．5 小結(jié)

參考文獻

第4章 渦動觀測農(nóng)作物試驗數(shù)據(jù)特性評價

4．1 油菜觀測試驗數(shù)據(jù)特性

4．2 水稻觀測試驗數(shù)據(jù)特性

4．3 蔬菜觀測試驗數(shù)據(jù)特性

4．4 小結(jié)

參考文獻

第5章 觀測區(qū)農(nóng)作物需水量特性

5．1 農(nóng)作物需水量的概念

5．2 農(nóng)作物需水量的分析方法

5．3 農(nóng)作物需水量特性

5．4 小結(jié)

參考文獻

第6章 觀測區(qū)農(nóng)作物節(jié)水灌溉制度研究

6．1 農(nóng)作物灌溉制度的內(nèi)涵和確定方法

6．2 油菜節(jié)水灌溉制度研究

6．3 水稻節(jié)水灌溉制度研究

6．4 蔬菜節(jié)水灌溉制度研究

6．5 小結(jié)

參考文獻

第7章 渦動儀觀測農(nóng)作物需水量研究應(yīng)用對策和前景分析

7．1 應(yīng)用條件與對策

7．2 應(yīng)用前景分析

7．3 效益分析

7．4 小結(jié)

參考文獻2100433B

《渦動儀觀測農(nóng)作物需水量研究》針對云南高原灌區(qū)農(nóng)作物種植特點，系統(tǒng)地總結(jié)了渦動儀觀測農(nóng)作物的方法和能量交換數(shù)據(jù)的分析處理，在調(diào)查收集典型灌區(qū)氣象、水文、土壤、作物、生態(tài)系統(tǒng)和觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上開展了渦動儀觀測農(nóng)作物需水量研究。主要內(nèi)容包括：云南省高原農(nóng)作物渦動觀測區(qū)特征，渦動觀測設(shè)備及觀測內(nèi)容，渦動觀測農(nóng)作物試驗數(shù)據(jù)特性評價，觀測區(qū)農(nóng)作物需水量特性，觀測區(qū)農(nóng)作物節(jié)水灌溉制度研究，渦動儀觀測農(nóng)作物需水量研究應(yīng)用對策和前景分析等。

《渦動儀觀測農(nóng)作物需水量研究》可供從事水利工程、水文水資源、水利規(guī)劃與管理、農(nóng)田水利（環(huán)境管理）等相關(guān)行業(yè)的科技人員、管理人員參考閱讀。

在許多工程領(lǐng)域如海洋工程及風(fēng)工程領(lǐng)域，都存在圓柱泄渦誘發(fā)的渦激振動疲勞破壞引起的安全問題，最有效的方法是控制柱尾渦和抑制渦激振動，在圓柱上或周圍附加抑制裝置的被動控制方法是研究的熱點。但傳統(tǒng)的控制方法大多不能適應(yīng)流向變化的影響。本課題提出附加柔性結(jié)構(gòu)探討流動與渦激振動控制的機理，開展了利用流行的圓柱控制裝置以及自主的仿魚尾和組合式飄帶類流動適應(yīng)性柔性結(jié)構(gòu)控制圓柱尾渦及渦激振動研究。主要研究內(nèi)容包括：建立了若干類剛性及柔性模型（螺旋、整流罩、分離盤、仿魚尾、絨毛、飄布、飄帶等）關(guān)鍵性參數(shù)，設(shè)計并制作了各種傳統(tǒng)模型以及柔性結(jié)構(gòu)新模型；一方面利用自我發(fā)展的高分辨率數(shù)值模擬求解器（TVD-FVM-EVVT及TVD-FVM-VIV）對固定圓柱附加抑制裝置的尾渦控制進行數(shù)值模擬，對自由振動圓柱附加抑制裝置的渦激振動控制進行數(shù)值模擬；另一方面，分別設(shè)計了大和小質(zhì)量阻尼系數(shù)的風(fēng)洞實驗?zāi)Ｐ?，研究了固定和振動狀態(tài)下圓柱的尾渦及渦激振動控制機理；設(shè)計了典型水槽實驗?zāi)Ｐ?，研究了圓柱附加典型裝置控制渦激振動的機理。通過深入研究，獲得了抑制圓管尾流和渦激振動的基礎(chǔ)材料、基本結(jié)構(gòu)與幾何參數(shù)，獲得了最佳抑制裝置，如短尾型整流罩、短的柔性分離盤、最佳角度和尾長的仿魚尾結(jié)構(gòu)、柔性布、絨毛等結(jié)構(gòu)；深刻揭示了圓管尾流和渦激振動控制中的尾渦結(jié)構(gòu)、流體力系數(shù)、頻率變化、流激振動、馳振等機理; 首次數(shù)值復(fù)現(xiàn)了近期實驗中發(fā)現(xiàn)的馳振現(xiàn)象，首次風(fēng)洞發(fā)現(xiàn)了柔性結(jié)構(gòu)的馳振現(xiàn)象。有些結(jié)構(gòu)，特別是長尾結(jié)構(gòu)無論是剛性還是柔性結(jié)構(gòu)都可能引起比傳統(tǒng)VIV更不利的馳振現(xiàn)象，相對來說，仿魚尾結(jié)構(gòu)基本上都能減弱渦激振動且不易產(chǎn)生馳振。本研究為尾渦及渦激振動控制提供了新的技術(shù)路線，也為海洋、土木、橋梁、動力、能源等領(lǐng)域相關(guān)結(jié)構(gòu)的設(shè)計、使用和安全保障提供了理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐，特別是發(fā)現(xiàn)馳振反而帶來更大的安全隱患，也從新的角度為未來相關(guān)工程尤其是深水立管或隔水管渦激振動抑制的研究與實際應(yīng)用提出了新的課題。本研究共發(fā)表學(xué)術(shù)論文22篇，其中SCI高水平論文7篇。 2100433B

在許多工程領(lǐng)域都存在圓柱泄渦誘發(fā)的渦激振動疲勞破壞引起的安全問題，最有效的方法是控制柱體尾渦和抑制渦激振動。傳統(tǒng)的控制方法大多不能適應(yīng)流向變化的影響。本課題提出自主的仿魚尾和組合式飄帶兩類流動適應(yīng)性柔性結(jié)構(gòu)控制圓柱尾渦及渦激振動。主要研究內(nèi)容包括：建立模型關(guān)鍵性參數(shù)，設(shè)計并制作各種柔性結(jié)構(gòu)新模型；利用自我發(fā)展的高精度數(shù)值模擬方法對固定圓柱下尾渦控制進行數(shù)值模擬；設(shè)計風(fēng)洞實驗?zāi)Ｐ?、實驗研究固定和振動狀態(tài)下圓柱的尾渦及渦激振動控制機理；設(shè)計典型水洞實驗?zāi)Ｐ汀嶒炑芯空駝訝顟B(tài)下圓柱尾渦及渦激振動控制機理；深入分析計算和實驗中的機理，探索高效的新型結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵性參數(shù)的適應(yīng)范圍，為尾渦及渦激振動控制提供新的技術(shù)路線，也為海洋、土木、橋梁、動力、能源等領(lǐng)域相關(guān)結(jié)構(gòu)的設(shè)計、使用和安全保障提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐，其成果在許多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

主要的研究方法有三種：

實驗方法

瀉渦脫落引發(fā)的渦激振動是一個多物理場耦合，相互作用的復(fù)雜過程。需要具有一套完整物理實驗方案和精密的實驗儀器可以把所有的渦激振動相關(guān)機型同步觀測，以測定其聯(lián)合效應(yīng)。物理實驗往往很難同時提供流體的瞬時變化數(shù)據(jù)。

數(shù)值方法

振動問題。對于數(shù)值模擬方法，按照所使用湍流模型的不同，可以將渦激振動的數(shù)值模擬方法分為:直接數(shù)值模擬方法，雷諾平均N-S方程法，大渦模擬法，渦元法，還有基于上述各種方法的綜合。按照模擬方式的不同又可以分為基于彈性支撐的剛體二維模擬，基于彈性體二維渦元模擬和三維結(jié)構(gòu)插值積分的離散渦元法模擬，以及對于彈性體完全使用三維模型的全流域模擬等等

半經(jīng)驗公式

半經(jīng)驗公式主要有尾流陣子，單自由度模型，流體力組分模型。

流固耦合數(shù)值計算軟件

Ansys CFX

Fluent Abaqus

Adina

COMSOL Multiphysics(FEMLAB)