多级变径孔板螺旋流的水力特性及数值模拟研究

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作者 赵廷红 巩笑笑 +1 位作者 王立强 宋玉 《水电能源科学》 北大核心 2025年第1期35-38,19,共5页

针对多级变径孔板水力特性的数值模拟研究较少的现状,引入收缩角与扭转角概念,构建新型多级变径孔板,基于前期物理试验,通过数值模拟定雷诺数、变收缩角、变扭转角的多种组合工况,对该装置内各监测断面的三相速度、装置内空化数的沿程... 针对多级变径孔板水力特性的数值模拟研究较少的现状,引入收缩角与扭转角概念,构建新型多级变径孔板,基于前期物理试验,通过数值模拟定雷诺数、变收缩角、变扭转角的多种组合工况,对该装置内各监测断面的三相速度、装置内空化数的沿程变化规律及装置的消能率进行分析。结果表明,定收缩角时,随着扭转角的增大,轴向速度的波动程度逐渐减弱,切向速度和径向速度虽有逐渐增大的趋势,但整体波动相对较小;定雷诺数时,同一断面处的空化数随收缩角或扭转角的增大而减小;该装置的消能率随扭转角增大而增大,随收缩角增大而减小。在研究的8种组合工况中,收缩角为15°、扭转角为12°时该装置的消能率最优。 展开更多

关键词 孔板消能 数值模拟 三相速度 空化数 消能率

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多级变孔径孔板扩散螺旋混合流实验研究

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作者 赵廷红 王立强 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第6期51-57,共7页

孔板消能装置具有结构简单、消能效率高和装卸方便等优点,在水利工程中已得到广泛应用.基于多级孔板消能装置构建了变孔径孔板消能装置,并通过实验对该装置在不同收缩角、扭转角和雷诺数下消能率、总阻力损失系数和沿程压力的变化情况... 孔板消能装置具有结构简单、消能效率高和装卸方便等优点,在水利工程中已得到广泛应用.基于多级孔板消能装置构建了变孔径孔板消能装置,并通过实验对该装置在不同收缩角、扭转角和雷诺数下消能率、总阻力损失系数和沿程压力的变化情况进行了分析.结果表明:当孔板的扭转角和收缩角保持不变时消能率随雷诺数的增大而增大,当雷诺数和收缩角保持不变时消能率和总阻力损失系数随扭转角的增大而增大,当雷诺数和扭转角保持不变时消能率随收缩角的增大而减小;在同收缩角和同扭转角下同断面的压力随雷诺数的增大而增大,在同雷诺数和同收缩角下同断面的压力随扭转角的增大而增大;该消能装置最合理的孔板组合方式为收缩角30°且扭转角6°. 展开更多

关键词 消能率 雷诺数 扭转角 收缩角 总阻力损失系数

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基于ABAQUS的碾压混凝土重力坝三维非线性静力分析 被引量：3

3

作者 赵廷红 王诗玉 王宁波 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2010年第6期119-123,共5页

为更好地解决实际工程中重力坝坝体混凝土材料与坝基岩体应力应变的非线性关系,提出材料非线性有限元分析方法,用于计算坝体的应力.首先运用ABAQUS软件中专门设置的初始地应力平衡步骤对算例坝基地应力进行平衡,验证在重力坝应力分析中... 为更好地解决实际工程中重力坝坝体混凝土材料与坝基岩体应力应变的非线性关系,提出材料非线性有限元分析方法,用于计算坝体的应力.首先运用ABAQUS软件中专门设置的初始地应力平衡步骤对算例坝基地应力进行平衡,验证在重力坝应力分析中施加初始地应力的正确性和精确性;然后运用ABAQUS软件中的混凝土损伤塑性本构模型和扩展Drucker-Prager模型对重力坝进行非线性分析.通过对线性和非线性计算结果进行比较,发现应用非线性有限元法计算的重力坝应力和位移结果要比线性的小,证明有限元的非线性分析更加适用于实际坝体应力分布和位移研究. 展开更多

关键词 有限元 ABAQUS 初始地应力 非线性 应力分析

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人工水平冻结地表融沉规律的数值分析 被引量：2

4

作者 赵廷红 王冬 +1 位作者 毕贵权 李宁 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2014年第5期121-125,共5页

人工水平冻结法施工中解冻融缩与地表移动问题是其首要的环境岩土工程问题,预测和控制融沉量是冻结法能否成功实施的关键因素.通过系统数值试验研究各冻结设计参数对人工水平冻结地表融沉的影响规律.研究表明:地表最大融沉位移随冻结壁... 人工水平冻结法施工中解冻融缩与地表移动问题是其首要的环境岩土工程问题,预测和控制融沉量是冻结法能否成功实施的关键因素.通过系统数值试验研究各冻结设计参数对人工水平冻结地表融沉的影响规律.研究表明:地表最大融沉位移随冻结壁厚度、隧道半径、融沉系数的增大而增大,随隧道埋深的增大而减小,各参数对人工冻结引起地表融沉的影响效果由大到小排序依次是土体融沉系数、冻结壁厚度、隧道半径、隧道埋深.根据数值模拟结果,建议在实际工程中,采用强制解冻,跟踪注浆;减少冻结时间即减少冻结壁厚度;以降低土体中的初始含水量即减小融沉系数等措施来减小融沉及其对周围环境的影响. 展开更多

关键词 人工水平冻结 冻结壁厚度 融沉系数 隧道半径 隧道埋深

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基于分时电价的梯级水电站短期优化调度 被引量：4

5

作者 赵廷红 孙志璇 李凤丽 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2017年第1期52-55,共4页

针对梯级水电站采用的以发电效益最大化为目标的优化数学模型具有一定局限性且未考虑峰谷电价影响的问题,在原有发电效益的基础上增加峰、平、谷电价,不同时段给予不同电价进行优化,提出基于分时电价的梯级水电站优化调度数学模型.以黄... 针对梯级水电站采用的以发电效益最大化为目标的优化数学模型具有一定局限性且未考虑峰谷电价影响的问题,在原有发电效益的基础上增加峰、平、谷电价,不同时段给予不同电价进行优化,提出基于分时电价的梯级水电站优化调度数学模型.以黄河上游的梯级水电站为例,采用Matlab软件的模式搜索法、遗传算法分别对模型进行求解,验证该优化调度数学模型的正确性及算法的合理性和可靠性,从而为市场环境下高维、复杂的梯级水电站短期优化调度提供了一种新的求解途径. 展开更多

关键词 梯级水电站 分时电价 模式搜索法 遗传算法

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基于MPGA-BP的重力坝变形预测研究 被引量：4

6

作者 赵廷红 张赛 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2016年第5期122-127,共6页

位移是重力坝变形监测的重要物理量,对其进行准确预测是确保大坝安全运行的前提.目前已经有许多预测方法,但是大部分方法都存在易落入局部极小、收敛速度慢和收敛对初值敏感等问题.为解决或减小这些问题,提高预测精度,将多种群遗传算法(... 位移是重力坝变形监测的重要物理量,对其进行准确预测是确保大坝安全运行的前提.目前已经有许多预测方法,但是大部分方法都存在易落入局部极小、收敛速度慢和收敛对初值敏感等问题.为解决或减小这些问题,提高预测精度,将多种群遗传算法(MPGA)与反向传播(BP)神经网络算法结合起来,提出一种适用于重力坝变形预测的多种群遗传神经(MPGA-BP)网络算法.实例计算证明,该算法能够有效克服BP神经网络收敛速度慢、易出现局部极小值的缺点和遗传算法的早熟收敛问题,在进行重力坝变形预测中具有更高的收敛性和精度. 展开更多

关键词 重力坝变形预测 多种群遗传算法 反向传播神经网络

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基于ANSYS Workbench的水电站坝后浅埋管响应曲面优化分析 被引量：6

7

作者 赵廷红 马鹏强 徐娜娜 《水力发电》 北大核心 2018年第4期29-32,115,共5页

采用ANSYS Workbench有限元分析软件,建立了李家峡水电站坝后浅埋管的三维实体模型和有限元模型,对其进行静态分析。以浅埋管钢衬厚度、钢筋折算厚度为设计变量,以其最大等效应力、最大变形量、钢衬和钢筋总体积为目标函数建立优化设计... 采用ANSYS Workbench有限元分析软件,建立了李家峡水电站坝后浅埋管的三维实体模型和有限元模型,对其进行静态分析。以浅埋管钢衬厚度、钢筋折算厚度为设计变量,以其最大等效应力、最大变形量、钢衬和钢筋总体积为目标函数建立优化设计的数学模型,进行了浅埋管响应曲面的优化分析;最后对优化前后的分析结果进行了对比分析。结果显示,结构优化后可以有效地提高压力管道的设计质量,降低工程造价。 展开更多

关键词 钢衬钢筋混凝土 压力管道 结构优化 非线性有限元

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水电站生态发电多目标优化调度模型及应用 被引量：1

8

作者 赵廷红 李凤丽 +1 位作者 周国亚 孙志璇 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2017年第5期65-68,共4页

为了能够使水电站开发运行与生态和谐发展,研究满足生态需要的水电站优化调度.通过对水电站生态调度内涵的探讨,建立了生态发电多目标优化调度数学模型.模型以水量指标量化水电站调度的效益函数,在处理多目标时采用权重系数法进行转化.... 为了能够使水电站开发运行与生态和谐发展,研究满足生态需要的水电站优化调度.通过对水电站生态调度内涵的探讨,建立了生态发电多目标优化调度数学模型.模型以水量指标量化水电站调度的效益函数,在处理多目标时采用权重系数法进行转化.以蒲石河抽水蓄能电站为例,利用遗传算法进行求解验算,通过综合考虑年均发电量及各方案中下游河道生态用水的需求,选择出较优的方案.研究结果表明文中构建的模型是合理的,对生态环境起一定的改善作用. 展开更多

关键词 水电站 生态调度 数学模型 遗传算法

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病险土石坝加固后安全性分析 被引量：2

9

作者 赵廷红 沙成刚 +1 位作者 张鹏飞 陈荣胜 《水利与建筑工程学报》 2014年第2期71-75,共5页

病险土石坝加固是当前水利行业大规模开展的工作,其加固后坝体的安全性评价是工程建设的关键技术问题。针对某工程实例,采用有限元分析软件对病险土石坝进行渗流稳定计算,并对其边坡稳定进行分析,验证其除险加固措施的合理性,评价坝体... 病险土石坝加固是当前水利行业大规模开展的工作,其加固后坝体的安全性评价是工程建设的关键技术问题。针对某工程实例,采用有限元分析软件对病险土石坝进行渗流稳定计算,并对其边坡稳定进行分析,验证其除险加固措施的合理性,评价坝体的安全性。分析得出,有限元渗流稳定分析和极限平衡计算是分析病险水库坝体安全性的有效方法,分析中应该重视基本参数的选择和对计算结果的评价,才能保证计算结果的准确性。 展开更多

关键词 理正软件 有限元法 病险大坝 渗流稳定 加固

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浅议城市雨水资源化信息系统 被引量：2

10

作者 赵廷红 齐学义 《西北水资源与水工程》 2003年第4期41-44,共4页

在城市水利学的基础上,对城市雨水资源化系统进行了分析,并通过分析城市的大环境以及小环境,概括出了城市雨水资源化的信息系统,为进一步进行城市雨水资源化系统问题的研究打下基础。

关键词 雨水资源化 信息系统 城市化 水资源 洪峰流量 雨水蓄积

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阶梯式溢流坝台阶面力学性能数值模拟研究及优化 被引量：1

11

作者 赵廷红 施宇轩 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2023年第1期136-143,共8页

借助ANSYS有限元分析软件,考虑阶梯式溢流坝台阶面在坝体附近水流作用下的应力状况,对台阶式溢流坝进行优化改进尝试,并对原模型和优化方案进行了综合对比.计算结果表明,台阶隅角内容易出现应力奇异点,进而危害结构安全.而采用在台阶隅... 借助ANSYS有限元分析软件,考虑阶梯式溢流坝台阶面在坝体附近水流作用下的应力状况,对台阶式溢流坝进行优化改进尝试,并对原模型和优化方案进行了综合对比.计算结果表明,台阶隅角内容易出现应力奇异点,进而危害结构安全.而采用在台阶隅角内设计圆角的优化改进措施,可以在基本不影响消能性能的前提下改善这一状况. 展开更多

关键词 阶梯式溢流坝 流固耦合 力学性能 优化方案

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基于ANSYS Workbench的四通管数值模拟实验研究及改进 被引量：1

12

作者 赵廷红 施宇轩 《甘肃水利水电技术》 2018年第12期25-28,35,共5页

在实际工程问题中,由于受地形、管路间相对位置等条件的限制,输水管路系统中可能设置四通管以方便管路布置。为进行研究,采用ANSYS Workbench有限元分析软件,构建了输水管道四通管处三维实体模型和有限元分析模型,对管内水流(水温低于5... 在实际工程问题中,由于受地形、管路间相对位置等条件的限制,输水管路系统中可能设置四通管以方便管路布置。为进行研究,采用ANSYS Workbench有限元分析软件,构建了输水管道四通管处三维实体模型和有限元分析模型,对管内水流(水温低于50℃、流速低于15 m/s)的流态、管壁所受压力等进行有限元分析计算,并根据计算结果提出了在两管交接处倒圆角以减小同一方向上的流速变化,从而降低壁面所受压强的改进方案。再次有限元分析计算的结果显示,优化改进方案能大大改善四通管内水流对管壁的冲击,同时减小了管件体积,从而延长四通管的使用寿命,节省了用料。 展开更多

关键词 四通管件 数值模拟 目标函数 优化改造

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基于ANSYS的水电站厂房刚度中心数值分析

13

作者 赵廷红 陈健 《中国农村水利水电》 北大核心 2023年第8期241-247,共7页

为了分析水电站厂房的动力特性、求解其刚度中心的位置,在传统刚度中心计算方式的基础上,对计算公式中柔度系数的获取方式做出了改变,修订了水电站厂房刚度中心的计算方法,使刚度中心求解方法的适用性更为广泛。以某水电站厂房为计算模... 为了分析水电站厂房的动力特性、求解其刚度中心的位置,在传统刚度中心计算方式的基础上,对计算公式中柔度系数的获取方式做出了改变,修订了水电站厂房刚度中心的计算方法,使刚度中心求解方法的适用性更为广泛。以某水电站厂房为计算模型,应用有限元软件ANSYS进行了刚柔耦合仿真分析,求解得出了该结构的刚度中心,此外还对使用ANSYS求解刚度中心时影响计算结果精确性的因素进行了分析。结果显示:本文修订的刚度中心计算方法结合ANSYS软件不仅可求解得出复杂结构的刚度中心,而且求解速度与精度皆高于传统计算方法,但在求解过程中,网格的不均匀加密将引起计算模型的抗侧刚度发生不均匀变化,对刚度中心数值计算结果的精确性存在一定影响。 展开更多

关键词 水电站厂房 刚度中心 ANSYS 刚柔耦合 数值分析

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西北内陆干旱地区农户采用节水灌溉技术意愿影响因素分析——以黑河中游地区为例 被引量：25

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作者 王昱 赵廷红 +1 位作者 李波 范兴业 《节水灌溉》 北大核心 2012年第11期50-54,共5页

水资源短缺已成为制约西北内陆干旱地区可持续发展的瓶颈,而发展节水农业,提高水资源利用效率是解决该地区水资源短缺的重要途径。依据黑河中游4个县(区)488份农户的调查数据,运用logit模型对农户采用节水灌溉技术意愿的影响因素进行分... 水资源短缺已成为制约西北内陆干旱地区可持续发展的瓶颈,而发展节水农业,提高水资源利用效率是解决该地区水资源短缺的重要途径。依据黑河中游4个县(区)488份农户的调查数据,运用logit模型对农户采用节水灌溉技术意愿的影响因素进行分析,结果表明:年龄、土地规模、土地细碎化程度、农业种植结构、水利基础设施、兼业程度、投资风险和水费计价方式等对农户采纳节水灌溉技术有显著影响。最后提出建立土地流转制度、加大政府补贴力度、调整农业种植结构、构建农户用水激励机制、完善农民用水者协会的作用等措施。 展开更多

关键词 干旱地区 节水灌溉技术 影响因素 LOGIT模型

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混凝土重力坝坝基防渗帷幕作用的单因素分析 被引量：6

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作者 宋永占 赵廷红 +2 位作者 丁睿 杨柯 尹卓 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2011年第6期120-125,共6页

为找出混凝土重力坝坝基防渗帷幕深度、厚度、位置因素对防渗效果的影响规律,在渗流理论基础上借助Fluent软件用数值模拟法分析坝基渗流场.计算收敛后得出坝基稳定渗流场的等压线图、速度矢量图、压力及流速散点图,分析指出坝基帷幕防... 为找出混凝土重力坝坝基防渗帷幕深度、厚度、位置因素对防渗效果的影响规律,在渗流理论基础上借助Fluent软件用数值模拟法分析坝基渗流场.计算收敛后得出坝基稳定渗流场的等压线图、速度矢量图、压力及流速散点图,分析指出坝基帷幕防渗作用与其自身渗透性有关,帷幕深度对坝基扬压力影响较大,帷幕厚度主要影响坝基渗流量,帷幕位置只影响坝基扬压力. 展开更多

关键词 渗流理论 数值模拟 混凝土重力坝 防渗帷幕

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Fluent数值模拟重力坝坝基渗流场的准确性分析 被引量：7

16

作者 宋永占 赵廷红 +2 位作者 张由素 蔡东成 王新峰 《水电能源科学》 北大核心 2011年第11期73-76,共4页

为探明程序中多孔介质模型求解重力坝坝基渗流场问题的准确性,采用基于有限体积法的Fluent数值模拟程序求解坝基渗流场,以半无限深简单地下轮廓线的二维稳定有压渗流场为例,不考虑多物理场耦合时,基于渗流理论,采用理论求解法计算渗流... 为探明程序中多孔介质模型求解重力坝坝基渗流场问题的准确性,采用基于有限体积法的Fluent数值模拟程序求解坝基渗流场,以半无限深简单地下轮廓线的二维稳定有压渗流场为例,不考虑多物理场耦合时,基于渗流理论,采用理论求解法计算渗流场各测点表征量的精确解,并与Fluent后处理程序输出的相应测点同一表征量的数值模拟结果进行了比较。结果表明,基于有限体积法的数值模拟结果与理论解相比误差在3%以内,可满足工程精度要求。 展开更多

关键词 重力坝 坝基 渗流场 数值模拟 CFD

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竖直微润灌土壤水分运动数值模拟与验证 被引量：4

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作者 范严伟 赵彤 赵廷红 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2018年第2期20-25,共6页

为进一步认识微润灌土壤水分运动规律,进而指导微润灌工程设计,依据非饱和土壤水分运动理论,建立了竖直微润灌土壤水分运动模型,并用SWMS-2D软件进行求解。通过室内试验,对单位长度微润管入渗量、土壤湿润锋运移值和土壤剖面含水率等指... 为进一步认识微润灌土壤水分运动规律,进而指导微润灌工程设计,依据非饱和土壤水分运动理论,建立了竖直微润灌土壤水分运动模型,并用SWMS-2D软件进行求解。通过室内试验,对单位长度微润管入渗量、土壤湿润锋运移值和土壤剖面含水率等指标的模拟值进行分析验证。结果表明,模拟值与实测值一致性较好,所建模型能比较真实地反映竖直微润灌土壤水分运动的状况,利用SWMS-2D软件对竖直微润灌土壤水分运动进行模拟具有可行性。 展开更多

关键词 竖直微润灌 非饱和土壤 土壤水分运动 数值模拟 SWMS-2D

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植物混掺物对甘肃景泰砂壤土蒸发的影响 被引量：2

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作者 郑健 万吉祥 +2 位作者 赵廷红 任倩慧 王笑宇 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2014年第1期54-58,共5页

为探讨土壤中添加植物混掺物对土壤水分蒸发规律的影响,通过室内试验测定土壤水分特征曲线、非饱和土壤水扩散率以及累积蒸发量等参变量,研究不同混掺物及不同混掺比例在不同埋深条件下对土壤水分蒸发的影响.结果表明：指数函数能较好... 为探讨土壤中添加植物混掺物对土壤水分蒸发规律的影响,通过室内试验测定土壤水分特征曲线、非饱和土壤水扩散率以及累积蒸发量等参变量,研究不同混掺物及不同混掺比例在不同埋深条件下对土壤水分蒸发的影响.结果表明：指数函数能较好地描述含有混掺物的土壤水扩散率;玉米芯的吸水保水能力强于玉米叶,而玉米叶的阻滞水分蒸发的能力优于玉米芯;3％混掺比例和土壤上层0～5 cm埋深处理的组合能有效减少土壤水分蒸发. 展开更多

关键词 混掺物 土壤水扩散率 埋深 累计蒸发量 土壤含水量

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基于HYDRUS软件的植物混掺土壤水分特征曲线分析 被引量：2

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作者 郑健 任倩慧 +2 位作者 赵廷红 王燕 万吉祥 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2014年第5期168-173,共6页

为探求植物混掺对土壤持水性产生的影响,以甘肃景泰地区土壤为试验材料,设置1%玉米芯、1%玉米叶、3%玉米芯、3%玉米叶等不同比例、不同秸秆混掺物4种处理,采用离心机法测定土壤水分特性曲线,同时利用HYDRUS软件进行模拟计算。结果表明,... 为探求植物混掺对土壤持水性产生的影响,以甘肃景泰地区土壤为试验材料,设置1%玉米芯、1%玉米叶、3%玉米芯、3%玉米叶等不同比例、不同秸秆混掺物4种处理,采用离心机法测定土壤水分特性曲线,同时利用HYDRUS软件进行模拟计算。结果表明,在相同吸力下,相同混掺物处理,混掺比为3%的土壤体积含水率高于混掺比为1%的土壤;相同混掺比处理,混掺玉米叶的土壤体积含水率高于混掺玉米芯的土壤,且混掺处理后土壤体积含水率均高于纯土;不同土壤水分特征曲线的模型拟合分析表明,不同处理的最优拟合模型均为Van Genuchten模型。研究结果可为探索该地区植物混掺条件下土壤水盐运移规律提供一定参考。 展开更多

关键词 混掺物 土壤水分特征曲线 模型 HYDRUS

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用年费用最小法计算管路经济管径 被引量：2

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作者 肖璐 赵廷红 +2 位作者 张春 杨柯 宋永占 《水电能源科学》 北大核心 2011年第8期118-120,共3页

针对管路直径对造价最大影响的问题,以景泰川提水工程为例,综合考虑管道与水泵的关系,以年费用最小为目标确定管路经济管径,将求解经济管径的工程问题转化为求解年费用最低的经济问题。计算结果表明,该方法简便、精度较高,可为已建管路... 针对管路直径对造价最大影响的问题,以景泰川提水工程为例,综合考虑管道与水泵的关系,以年费用最小为目标确定管路经济管径,将求解经济管径的工程问题转化为求解年费用最低的经济问题。计算结果表明,该方法简便、精度较高,可为已建管路的节能改造提供参考。 展开更多

关键词 管路 年费用最小值 经济管径 水泵型号 泵站效率 有机整体

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