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基于深度学习的植物叶病斑精细化分割方法 被引量:1
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作者 徐虹 李林峰 +3 位作者 杨昊 文武 陈敏 周航 《沈阳农业大学学报》 北大核心 2025年第1期92-107,共16页
[目的]为解决植物叶中小目标病斑和病斑边缘分割精度差的问题,实现精确的植物叶病害严重程度的评估任务,开发了一种基于深度学习的植物叶片病斑精细分割方法。[方法]以葡萄叶黑腐病、葡萄叶黑麻疹病、草莓叶斑病组成的数据集Ⅰ,苹果叶... [目的]为解决植物叶中小目标病斑和病斑边缘分割精度差的问题,实现精确的植物叶病害严重程度的评估任务,开发了一种基于深度学习的植物叶片病斑精细分割方法。[方法]以葡萄叶黑腐病、葡萄叶黑麻疹病、草莓叶斑病组成的数据集Ⅰ,苹果叶斑点落叶病、苹果叶黑星病以及苹果叶桧胶锈病组成的数据集Ⅱ为例,以Deeplabv3+为基础,提出一种名为MFA-Net的改进的深度学习网络,其使用改进的Xception网络作为主干网络。首先,在编码器部分提出多尺度特征提取模块,并用其对主干网络进行改进;该模块通过3个分支提取不同尺度的信息,再通过由坐标注意力机制和通道注意力机制组成的双分支注意力部分突出病斑特征信息。其次,在编码器部分提出双残差空洞空间金字塔池化模块,其使用2个残差分支对病斑区域信息进行弥补,并利用自注意力机制帮助模型捕捉输入图像的细节信息。最后,通过引入2个融合模块组建解码器,有助于减轻信息的丢失问题并维持特征的丰富性。[结果]在评价指标上,2个数据集的mIoU分别为92.07%和91.91%。与Unet、Unet(Resnet50)、Unet++、HRNetV2、Deeplabv3+(Resnet101)和Deeplabv3+(Xception)等模型相比,在数据集Ⅰ上,mIoU分别提高3.73%、5.44%、3.18%、2.79%、5.93%和2.65%;在数据集Ⅱ上,mIoU分别提高3.82%、5.17%、2.92%、2.38%、6.37%和2.13%。[结论]在植物叶病斑区域分割领域中,该方法的分割效果得到了较好的提升,并改善了小目标病斑和病斑边缘的分割效果。 展开更多
关键词 多尺度特征 注意力机制 残差结构 小目标病斑分割 病斑边缘分割
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黄土高原夜间地表能量不平衡问题的初步研究
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作者 赵建华 张强 +4 位作者 王胜 梁芸 张良 岳平 赵福年 《地球物理学报》 北大核心 2025年第2期385-398,共14页
一般认为白天的地表能量不平衡(surface energy imbalance,SEI)主要由涡动相关法造成,但夜间湍流受到抑制,其产生的原因尚不清楚.本文分析了夜间与白天地表能量的区别,认为夜间土壤热量存在的双向传递慢过程、向上长波辐射位相延后与湍... 一般认为白天的地表能量不平衡(surface energy imbalance,SEI)主要由涡动相关法造成,但夜间湍流受到抑制,其产生的原因尚不清楚.本文分析了夜间与白天地表能量的区别,认为夜间土壤热量存在的双向传递慢过程、向上长波辐射位相延后与湍流相干结构是其重要原因.为此,本文利用黄土高原典型代表站的观测数据,对夜间SEI展开研究.发现:(1)考虑慢过程后,夜间土壤温度、土壤热通量、土壤热储与地表土壤热通量均有一定程度的增大,其能量闭合率(Energy BalanceRatio,EBR)提高了0.02或3%,达到0.71,能量平衡残差(Residual,Res)绝对值降低了0.8 W·m^(-2)或4%,为17.0 W·m^(-2);(2)考虑向上长波辐射位相延后,夜间向上长波辐射和净辐射均有所降低,其EBR也为0.71,也提高了0.02或3%,|Res|为15.5W·m^(-2),降低了2.3W·m^(-2)或13%;(3)考虑相干结构的贡献后,感热与潜热分别增大了53%(绝对值)和35%,其EBR未有显著变化,但|Res|降低了1.1W·m^(-2)或6%;(4)既考虑慢过程,又考虑向上长波辐射位相延后和相干结构时,夜间EBR为0.73,提高了0.04或6%,|Res|为14.8 W·m^(-2),降低了3.0 W·m^(-2)或17%.显然,这三个过程均可改善夜间地表能量闭合水平,但综合效应改善更大;(5)增加Durand(2022)提出的湍流通量漏失部分,可使EBR提高0.03,达到0.76,|Res|降低1.4 W·m^(-2),达到13.4 W·m^(-2),但也未闭合,故涡动相关法可能不是夜间SEI产生的主要原因.分析发现,长波辐射计的观测误差较大,且无世界标准;检测结果显示,长波辐射存在系统误差,且EBR和Res与长波辐射均存在显著的正相关关系,因此我们认为长波辐射的系统误差可能是夜间SEI产生的主要原因,提高长波辐射计的观测精度应该是改善夜间地表能量闭合水平的重要途径. 展开更多
关键词 夜间地表能量不平衡 慢过程 长波辐射位相延后 湍流相干结构 长波辐射计精度
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台风-浪-流耦合作用超大浮体水弹性响应分析方法
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作者 柯世堂 朱庭瑞 +3 位作者 李文杰 陈静 任贺贺 员亦雯 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1231-1241,共11页
海上机场超大浮体结构在台风等极端海洋环境下的动态响应准确预测是保障其安全性能的关键前提,其难点在于准确构建中/小尺度复杂流场与浮体结构的流固耦合计算模型。本文提出了一种基于中/小尺度嵌套的海上机场超大浮体水弹性响应分析方... 海上机场超大浮体结构在台风等极端海洋环境下的动态响应准确预测是保障其安全性能的关键前提,其难点在于准确构建中/小尺度复杂流场与浮体结构的流固耦合计算模型。本文提出了一种基于中/小尺度嵌套的海上机场超大浮体水弹性响应分析方法,二次开发实现了台风-浪-流耦合模拟,分析了超强台风“莫兰蒂”途经海上机场超大浮体全过程台风-浪-流时空演变规律;采用中/小尺度流场嵌套技术计算水动力和气动力,代入结构动力学方程进行双向迭代解耦求解;通过算例分析了台风-浪-流耦合作用下浮体结构水弹性响应及影响机制。研究表明:本文提出的方法能够有效地预测此类极端环境下超大浮体结构水弹性响应。 展开更多
关键词 台风 台风-浪-流耦合 中/小尺度模拟 海上机场 超大浮体 水弹性 分析方法 流固耦合
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基于改进Swin Transformer的遥感图像语义分割方法 被引量:4
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作者 王一中 胡亚琦 +2 位作者 吴小所 闫浩文 王小成 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第11期194-203,共10页
在高分辨率的遥感图像中提取出准确的地物信息对城市规划以及土地资源利用有重要作用。然而,遥感图像具有目标物体之间尺度差异大,背景复杂等特点,易导致提取结果不准确,特别是对小尺度地物的提取精度较低。为了解决这些问题,提出一种... 在高分辨率的遥感图像中提取出准确的地物信息对城市规划以及土地资源利用有重要作用。然而,遥感图像具有目标物体之间尺度差异大,背景复杂等特点,易导致提取结果不准确,特别是对小尺度地物的提取精度较低。为了解决这些问题,提出一种新型双编码结构,充分获取全局语义信息以及空间细节信息,分阶段融合不同尺度的特征信息,增强特征表示能力。构造了特征加强模块(FEM),以减少下采样中细节信息的丢失,关注更多小尺度特征。为了更好地细化特征信息,融合了通道注意力和内核注意力后进行上采样,能够将局部特征与对应的全局空间依赖关系整合,提升目标物体的分割精度。在Potsdam数据集和Vaihingen数据集上的mIoU分别为86.1%和82.4%,与流行的语义分割模型进行对比分析,结果表明,该方法能够有效解决遥感图像中小尺度物体分割不准确的问题,适合处理遥感图像语义分割任务。 展开更多
关键词 语义分割 双编码结构 特征加强 融合注意力机制 小尺度地物
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壁湍流等动量区空间分布的实验研究 被引量:1
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作者 程肖岐 范子椰 +2 位作者 唐湛棋 白建侠 姜楠 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期21-28,共8页
为深入探索湍流边界层等动量区的空间分布特性,使用大视场粒子图像测速仪在水洞中测量了平板湍流边界层流向–法向(x–y)平面内的速度矢量场。通过计算流向速度的概率密度函数,得到不同时刻和空间位置的等动量区分布,分析不同数量的等... 为深入探索湍流边界层等动量区的空间分布特性,使用大视场粒子图像测速仪在水洞中测量了平板湍流边界层流向–法向(x–y)平面内的速度矢量场。通过计算流向速度的概率密度函数,得到不同时刻和空间位置的等动量区分布,分析不同数量的等动量区沿流向的持续距离及出现频率。不同等动量区数量下,其对应的流向持续距离和流向间隔具有显著差异。当等动量区数量与其平均值相近时,等动量区在流向的持续距离较长,且流向间隔较小、出现频率较大;当等动量区数量与其平均值相差较大,其对应的流向持续距离较短,且流向间隔较大、出现频率较低。 展开更多
关键词 等动量区 湍流边界层 粒子图像测速 相干结构 空间分布
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基于标度律的壁湍流运动分解与雷诺数效应 被引量:2
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作者 胡锐锋 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期29-43,共15页
壁湍流广泛存在于自然界和工程中,对其深入研究和理解有助于发展新的计算模型和调控手段。湍流具有多尺度性,壁面带来的各向异性使得壁湍流多尺度运动更为复杂。本文探讨和总结了基于标度律的壁湍流运动分解方法:内–外分解方法和外区... 壁湍流广泛存在于自然界和工程中,对其深入研究和理解有助于发展新的计算模型和调控手段。湍流具有多尺度性,壁面带来的各向异性使得壁湍流多尺度运动更为复杂。本文探讨和总结了基于标度律的壁湍流运动分解方法:内–外分解方法和外区分解方法,其中内–外分解方法基于内区湍流运动的雷诺数无关性,而外区分解方法基于Townsend的附着涡标度律;讨论了分解后壁湍流运动统计特性的雷诺数效应,给出了内区湍流运动达到雷诺数无关和出现外区湍流运动的2个临界雷诺数。 展开更多
关键词 壁湍流 相干结构 尺度分解 标度律 雷诺数效应 内–外分解 外区分解
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壁湍流相干结构的时空多尺度条件平均模态
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作者 李秋营 范子椰 +2 位作者 白建侠 程肖岐 姜楠 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3409-3417,共9页
对湍流边界层中“喷射”和“扫掠”事件的时间历程和空间物理形态进行描绘并研究其统计特性,是深入认识湍流的重要途经.利用平板湍流边界层四相机阵列大视场高时间分辨率TRPIV(time-resolved particle image velocimetry)实验数据库,获... 对湍流边界层中“喷射”和“扫掠”事件的时间历程和空间物理形态进行描绘并研究其统计特性,是深入认识湍流的重要途经.利用平板湍流边界层四相机阵列大视场高时间分辨率TRPIV(time-resolved particle image velocimetry)实验数据库,获取流-法向平面u-v瞬时速度场的时间序列样本,依据子波分析能量最大准则及条件相位平均统计分析方法,对平板湍流边界层瞬时速度场进行时-空多尺度分析,开展壁湍流相干结构的时空多尺度条件平均模态研究.结果发现:对瞬时速度场中不同法向位置的流向脉动速度信号进行空间多尺度分解得到能量最大流向空间尺度为第9尺度,该尺度湍动能达到峰值,湍流猝发最活跃.提取不同法向位置对应的流向脉动速度时间序列,进行时间多尺度子波分解,发现流向湍动能最大时间尺度随着法向位置远离壁面,逐渐从小尺度第6尺度向大尺度第8尺度转移.获得第6时间尺度喷射和扫掠事件的流向脉动速度、法向脉动速度和瞬时雷诺应力的条件相位平均波形,结果呈现很好拟序性.此外,对4个不同法向位置的第6空间尺度喷射事件和扫掠事件锁定流线和涡量场的空间相位平均模态,发现对数律区的检测点处流线出现明显鞍点-焦点动力系统结构,且在鞍点-焦点动力系统四角的涡量场呈现明显四极子结构,在缓冲层区域,四极子的下层涡对消失,四极子上层涡对诱导流体产生喷射和扫掠事件.该项研究为湍流边界层多尺度涡结构的动力系统模型提供了实验依据. 展开更多
关键词 壁湍流 PIV(particle imagevelocimetry) 子波分析 相干结构 时空条件平均模态
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弧形涡流发生器对湍流相干结构及强化换热的影响
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作者 管新蕾 孙小姣 +1 位作者 王维 王利军 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期104-112,共9页
涡流发生器是一种常见的被动强化换热元件,因高性价比而受到广泛应用。本文针对带有弧形涡流发生器的方形管道,采用高时间分辨率粒子图像测速(Time-Resolved Particle Image Velocimetry,TRPIV)技术和大涡模拟(Large Eddy Simulation,L... 涡流发生器是一种常见的被动强化换热元件,因高性价比而受到广泛应用。本文针对带有弧形涡流发生器的方形管道,采用高时间分辨率粒子图像测速(Time-Resolved Particle Image Velocimetry,TRPIV)技术和大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)方法,研究了涡流发生器诱导的湍流相干结构特征及其对涡流发生器强化换热的影响。实验分析表明,湍流特征量统计图捕捉到了发卡涡涡腿和低速条带的印记。利用涡旋辨识准则提取了发卡涡和反向旋转的准流向涡对(Counter-rotating quasi-streamwise Vortices Pair,CVP),两者在弧形涡流发生器诱导的流场中共存且相互作用,随着涡旋结构演变与发展,其展向尺度不断增大。为研究湍流相干结构与强化换热的关系,通过数值模拟分析了湍流相干结构与温度梯度的空间分布情况,发现两者的分布具有良好的区域一致性,反映了湍流相干结构对强化换热的影响与控制。对比安装弧形涡流发生器前后的壁面平均努塞尔数,发现平均努塞尔数大幅提升,最大提升20%左右,且其沿流向的变化趋势与湍流相干结构的发展演化一致。 展开更多
关键词 弧形涡流发生器 湍流相干结构 温度梯度 强化换热
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共时与深描:论小型社会物的民族志书写方法论 被引量:2
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作者 罗易扉 《重庆大学学报(社会科学版)》 CSSCI 北大核心 2024年第6期164-174,共11页
人类学小型社会的人工制品具有特殊的文化表征意义,例如并置在华丽仪式场所的舞者面具、祖先雕像、头饰和华丽权杖,因此这些物成为人类学者研究的关键文化文本。那么,人类学者应如何书写非西方小型社会物的民族志?这是一个关于非西方物... 人类学小型社会的人工制品具有特殊的文化表征意义,例如并置在华丽仪式场所的舞者面具、祖先雕像、头饰和华丽权杖,因此这些物成为人类学者研究的关键文化文本。那么,人类学者应如何书写非西方小型社会物的民族志?这是一个关于非西方物的叙事观与方法论问题。人类学对物的研究被称为“物的民族志”,也称“物志”(ethnography of object)。传统物的民族志追求对客观真理的书写,而后现代时期则追求“写文化”。在人类学中,非西方物的民族志书写往往追踪物所承载的历史、意义和象征。物的民族志不仅是物的客观真理的书写,更是关于地方性知识的深描(thick description)。人类学者将物作为文化文本,探讨物与社会结构、宗教信仰和美学观念的层层关联,并关注物的社会生命史及物在跨文化语境中的意义,通过深描探讨物质文化背后所表征的象征意义。共时观(coevalness)是一种后结构主义的人类学时间观,主张文明不因时间阶段而呈高低之分,原始与文明的概念处于“共时”平等的意义。共时性叙事观体现了人类学对进化论的反思,不仅从动态视角研究非西方艺术,还关注人工制品的社会生命史,表达了对他者文化的理解与尊重。因此,本研究基于后现代结构人类学取向,形成一种互相构建的共时与深描方法论,作为适配非西方社会物的民族志书写方法,并将这种物的民族志方法总结为“共时深描”方法论。一方面通过“深描”通往文化文本的纵向多层研究,另一方面,通过“共时”观通往文化文本的横向结构研究,通过物的纵横结构关系形成立体的民族志。这种纵向与横向呈立体多维的文本写作范式,为写文化提供了一种新的文本写作实验方法。“共时深描”作为一种物的实验民族志方法论,为研究非西方物的民族志提供了合适的方法论。这种方法基于人类学时间观,为民族志书写提供了一种实验书写的可能性。“共时深描”方法论作为一种小型社会物的民族志,“共时深描”不仅为小型社会物的民族志提供了一种文化研究方法,也体现了当代人类学思想史中物叙事的思潮。 展开更多
关键词 共时与深描 物的民族志 后结构人类学 小型社会人工制品 人类学方法论
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考虑非线性行为相似的高层结构动力试验模型简化设计方法研究
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作者 王睿 董志骞 +2 位作者 李钢 余丁浩 张晗 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期14-26,共13页
随着物理试验技术的快速发展,结构模型试验可较准确获得结构在环境荷载作用下的动力响应,但在土-结相互作用、区域群体结构、大型复杂结构的风洞、拟静力及动力等模型试验问题研究中,简单、实用、准确的结构试验简化模型仍是研究的重点... 随着物理试验技术的快速发展,结构模型试验可较准确获得结构在环境荷载作用下的动力响应,但在土-结相互作用、区域群体结构、大型复杂结构的风洞、拟静力及动力等模型试验问题研究中,简单、实用、准确的结构试验简化模型仍是研究的重点。针对现有模型简化方法中非线性力学参数标定复杂、试验可行性不足等问题,提出了一种考虑非线性行为相似的高层结构动力试验模型简化设计方法,将模拟高层结构的弯、剪恢复力模型分解为线性和非线性行为的组合,其中结构非线性行为采用库仑摩擦模型模拟,因其参数简单,具有一定物理意义,可直接适用于缩尺模型动力试验研究中。基于上述理论方法,将弯剪耦合模型和平扭摩擦装置有效结合,提出了用于缩尺动力试验的物理模型设计方法及等效刚度、屈服后刚度和承载力等参数的计算方法,并建立了对应的“层间双剪切、双弯曲弹簧”力学计算模型,可通过模型试验结果较好地预测原型结构弹性及非线性阶段的动力响应。以某高层结构为例,通过数值模拟和振动台试验验证了该方法的准确性和可行性。 展开更多
关键词 高层结构 简化模型 非线性 模型试验 小缩尺比 数值模拟
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并网双馈风电场直流电压时间尺度小干扰稳定性分析 被引量:2
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作者 吕健勇 陈骁 杜文娟 《电网与清洁能源》 CSCD 北大核心 2024年第12期111-119,共9页
并网风电场引发的宽频振荡稳定性问题严重影响新能源电力系统的安全稳定运行。针对并网双馈风电场直流电压时间尺度小干扰稳定性问题,首先,推导了双馈风电场全阶线性化模型,在此基础上构建并网双馈风电场含转子侧换流器功率外环控制和... 并网风电场引发的宽频振荡稳定性问题严重影响新能源电力系统的安全稳定运行。针对并网双馈风电场直流电压时间尺度小干扰稳定性问题,首先,推导了双馈风电场全阶线性化模型,在此基础上构建并网双馈风电场含转子侧换流器功率外环控制和网侧换流器直流电压外环控制的聚合模型。其次,根据劳斯-赫尔维茨定理推导出并网双馈风电场小干扰稳定性判据。基于小干扰稳定性判据,揭示了交流电网强度、风机有功功率、双馈风机控制参数和风电场网络结构是如何共同影响系统的小干扰稳定性。最后,以15台双馈风机构成的并网双馈风电场为例,验证了本文理论推导的正确性和有效性。 展开更多
关键词 并网双馈风电场 小干扰稳定性 线性化模型 直流电压时间尺度 网络结构 稳定性判据
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壁湍流摩阻时空信号无接触测量实验研究
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作者 陈纪仲 田海平 +2 位作者 丁俊飞 马国祯 陈怡纯 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期66-74,共9页
壁湍流摩擦阻力的产生机理与实验测量是壁湍流基础研究中的重要课题,关系到流动减阻发展和工程技术变革。在壁湍流复杂相干结构迁移演化过程中,会引起内外区强烈的动量交换,使黏性底层速度梯度呈现时空变化,即局部摩擦阻力与相干结构迁... 壁湍流摩擦阻力的产生机理与实验测量是壁湍流基础研究中的重要课题,关系到流动减阻发展和工程技术变革。在壁湍流复杂相干结构迁移演化过程中,会引起内外区强烈的动量交换,使黏性底层速度梯度呈现时空变化,即局部摩擦阻力与相干结构迁移演化呈现时空关联特性。目前鲜有实验测量技术能同时对摩擦阻力时空信号及与其关联的湍流结构发展演化过程进行精准、同步的测量。作为一种无接触的流场测量方法,PIV在摩擦阻力测量方面不断被寄予厚望。本文基于高时空分辨率2D2C TRPIV时序流场的粒子图像数据,开发了一种可调时空分辨率互相关算法(Adjustable Spatio-Temporal Resolution Cross Correlation,ASTRCC)。利用该算法计算了具有高时空分辨率的壁面摩擦阻力,探究了摩擦阻力的空间波动性与时间延迟性,并从时空演化角度探索了壁湍流相干结构与局部流场摩擦阻力的时空关联特性,验证了该算法的正确性。 展开更多
关键词 壁面摩擦阻力 时空演化 湍流相干结构 粒子图像测速 可调时空分辨率互相关算法
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高聚物管道流超大尺度结构特征实验研究
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作者 禹东峰 刘建华 +2 位作者 穆科宇 韩迪熹 钟强 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期23-30,共8页
高聚物减阻在管道输送中发挥着重要作用。管道湍流中的相干结构与高聚物减阻机理密切相关。实际工程中的管道流动大多为高雷诺数流动,高雷诺数管道流中最主要的含能相干结构为10倍管径量级的超大尺度结构。本文对高雷诺数高聚物管道流... 高聚物减阻在管道输送中发挥着重要作用。管道湍流中的相干结构与高聚物减阻机理密切相关。实际工程中的管道流动大多为高雷诺数流动,高雷诺数管道流中最主要的含能相干结构为10倍管径量级的超大尺度结构。本文对高雷诺数高聚物管道流中的超大尺度结构进行实验研究。开展了4种高聚物浓度(以质量分数表征)、3种雷诺数共12组TR-PIV(Time-Resolved Particle Image Velocimetry)实验,使用预乘谱对超大尺度结构的尺度和强度特征进行了分析。研究结果表明:在相同雷诺数下,随着高聚物浓度增大,中心流区超大尺度结构的尺度和强度均明显增大,且与大尺度结构的强度之比也显著增大;在较高浓度下,超大尺度结构取代大尺度结构,成为了外区的主导含能结构。 展开更多
关键词 高聚物稀溶液 粒子图像测速 减阻 管道湍流 超大尺度结构 预乘谱分析
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沟槽面在湍流减阻中的技术研究及应用进展 被引量:15
14
作者 王树立 史小军 +2 位作者 赵书华 刘强 王海秀 《西南石油大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期146-150,共5页
针对长输管道中存在的能源消耗问题,分别从湍流边界层流动特性、拟序结构、条带结构、转捩等方面归纳了沟槽面湍流减阻的国内外研究现状,讨论了沟槽的几何形状和尺度、流场压力梯度、沟槽面放置方式对沟槽减阻效能的影响。对沟槽面的减... 针对长输管道中存在的能源消耗问题,分别从湍流边界层流动特性、拟序结构、条带结构、转捩等方面归纳了沟槽面湍流减阻的国内外研究现状,讨论了沟槽的几何形状和尺度、流场压力梯度、沟槽面放置方式对沟槽减阻效能的影响。对沟槽面的减阻机理进行了综述,分析了存在的问题。指出需要利用先进的实验技术如PIV等图像处理手段,并结合计算流体力学软件对湍流边界层的瞬时流场进行研究,以找出沟槽面湍流减阻的机理。数值模拟了在平板中部横向布置的下凹沟槽的流场情况,得到了一种小涡流动结构,同时验证了这种结构在减阻中的作用,阐述了对减阻的另一种认识,并对沟槽面湍流减阻技术及其工业利用进行了展望。 展开更多
关键词 沟槽面 湍流减阻 拟序结构 条带结构 Phoenics 流场
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含植物河道紊流结构研究进展 被引量:21
15
作者 闫静 戴坤 +2 位作者 唐洪武 程年生 陈扬 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期915-922,共8页
自然河流中,水生植物的存在改变了河道中的紊流结构。与普通明渠紊流相比,含植物河道水体掺混更剧烈,紊流结构更复杂。由于紊流结构直接影响河流中泥沙、污染物和营养物的输移,含植物河道紊流结构研究越来越受到重视。从紊流平均结构、... 自然河流中,水生植物的存在改变了河道中的紊流结构。与普通明渠紊流相比,含植物河道水体掺混更剧烈,紊流结构更复杂。由于紊流结构直接影响河流中泥沙、污染物和营养物的输移,含植物河道紊流结构研究越来越受到重视。从紊流平均结构、紊动特性、拟序结构和紊流类型几方面归纳并总结了国内外研究进展,综合分析了影响紊流结构的因素,提出利用场与点相结合的综合分析方法,对拟序结构的形成及发展过程进行定量刻画,探究植物条件下紊流机理是今后的重要研究方向。 展开更多
关键词 含植物河道 平均结构 紊动特性 拟序结构 紊流类型
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森林冠层上湍流尺度、耗散率和湍流结构参数 被引量:14
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作者 刘树华 胡非 +3 位作者 刘辉志 XU M. 朱廷曜 金昌杰 《北京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期73-82,共10页
利用新型三维超声风速 温度仪 ,在中国东北长白山原始森林冠层以上观测的湍流资料 ,计算并分析了森林冠层上的湍涡特征长度尺度、湍流动量和热量耗散率、湍流动量和热量结构参数的特征。结果表明 :湍流动量湍涡特征长度尺度与稳定度参... 利用新型三维超声风速 温度仪 ,在中国东北长白山原始森林冠层以上观测的湍流资料 ,计算并分析了森林冠层上的湍涡特征长度尺度、湍流动量和热量耗散率、湍流动量和热量结构参数的特征。结果表明 :湍流动量湍涡特征长度尺度与稳定度参数Z L成正相关 ;湍流热量特征长度尺度与稳定度参数Z L在不稳定层结时 ,成正相关 ,在稳定层结时近似成负相关 ;在不稳定和稳定层结大气中 ,利用湍流谱方法和利用风速垂直分量方差、温度脉动方差和Richardson数计算的湍流动量、热量耗散率和湍流动量、热量结构参数有较好的一致性 ;无量纲湍流结构参数C2vz2 3 σ-2w和C2Tz2 3 σ-2T 是Richardson数的函数 ;湍流热力结构参数C2T 与感热通量w′T′具有较好的线性关系。 展开更多
关键词 湍流 森林冠层 动量 热量 湍涡长度尺度 耗散率 结构参数 湍流谱
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等离子体激励器诱导射流的湍流特性研究 被引量:13
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作者 张鑫 黄勇 +2 位作者 阳鹏宇 唐坤 李华星 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期776-786,共11页
为了进一步掌握等离子体流动控制机理,完善等离子体激励器数学模型,提升等离子体激励器扰动能力,采用粒子图像测速技术,在静止空气下开展了介质阻挡放电等离子体激励器诱导射流特性研究.实验时,将非对称布局激励器布置在平板模型上,随... 为了进一步掌握等离子体流动控制机理,完善等离子体激励器数学模型,提升等离子体激励器扰动能力,采用粒子图像测速技术,在静止空气下开展了介质阻挡放电等离子体激励器诱导射流特性研究.实验时,将非对称布局激励器布置在平板模型上,随后将带有激励器的模型放置在有机玻璃箱内,从而避免环境气流对测试结果的影响.基于激励器诱导流场,分析了激励电压对诱导射流特性的影响,揭示了较高电压下诱导射流近壁区的拟序结构,获得了卷起涡、二次涡等拟序结构的演化发展过程,计算了卷起涡脱落频率,阐述了卷起涡与启动涡的区别,初步探索了卷起涡的耗散机制.结果表明:(1)层流射流不能完全概括等离子体诱导射流特性,激励电压是影响射流特性的重要参数.当电压较低时,诱导射流为层流射流;当电压较高时,诱导射流的雷诺数提高,射流剪切层不稳定,层流射流逐渐发展为湍流射流.(2)等离子体诱导湍流射流包含着卷起涡、二次涡等拟序结构;在固定电压下,这些涡结构存在恒定的卷起频率.(3)当激励电压较高时,流动不稳定使得卷起涡发生了拉伸、变形,引起了流场湍动能增大,从而加速了卷起涡的耗散.研究结果为全面认识激励器射流特性,进一步挖掘激励器卷吸掺混能力,提升激励器控制能力积累基础. 展开更多
关键词 湍流特性 射流 等离子体 介质阻挡放电 拟序结构
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湍流池湍流特征研究 被引量:10
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作者 袁仁民 曾宗泳 +1 位作者 肖黎明 马成胜 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第3期257-263,共7页
在用于激光束传输和控制模拟实验的湍流池中温度脉动测量结果表明,原始温度变化曲线上有明显的斜坡(ramp)结构.温度三阶及五阶结构函数和理论预计一致,和大气对流边界层的测量结果相似.斜坡结构的出现对二阶结构函数的影响较... 在用于激光束传输和控制模拟实验的湍流池中温度脉动测量结果表明,原始温度变化曲线上有明显的斜坡(ramp)结构.温度三阶及五阶结构函数和理论预计一致,和大气对流边界层的测量结果相似.斜坡结构的出现对二阶结构函数的影响较小,加热面和冷却面附近有明显的猝发现象出现,温度脉动的峰度系数大于3,表现了较大的间歇性。 展开更多
关键词 湍流池 相干结构 斜坡结构 激光传输 湍流
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用局部平均速度结构函数检测湍流边界层多尺度相干结构 被引量:25
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作者 刘建华 姜楠 +1 位作者 王振东 舒玮 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期456-464,共9页
 测量风洞中平板湍流边界层不同法向位置的流向速度时间序列信号,提出了基于局部多尺度平均意义的湍流多尺度局部平均结构函数的概念,以描述湍流多尺度结构的伸缩变形和相对运动;基于多尺度局部平均结构函数的概念与Harr子波变换的一致...  测量风洞中平板湍流边界层不同法向位置的流向速度时间序列信号,提出了基于局部多尺度平均意义的湍流多尺度局部平均结构函数的概念,以描述湍流多尺度结构的伸缩变形和相对运动;基于多尺度局部平均结构函数的概念与Harr子波变换的一致性,提出了用湍流多尺度局部平均结构函数的平坦因子检测湍流边界层多尺度相干结构及其间歇性的检测方法,提取近壁区域不同法向位置处多尺度相干结构的条件相位平均波形。 展开更多
关键词 湍流边界层 相干结构 平坦因子 间歇性 局部平均速度结构函数
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沟槽面湍流边界层减阻的TRPIV测量 被引量:16
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作者 李山 杨绍琼 姜楠 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期183-192,共10页
采用高时间分辨率粒子图像测速技术对沟槽壁面平板湍流边界层速度矢量场的时间序列及其统计量进行了实验测量,讨论了在同一来流速度下沟槽壁面对平均速度剖面﹑雷诺切应力及湍流强度的影响.用流向速度分量的多尺度空间局部平均结构函数... 采用高时间分辨率粒子图像测速技术对沟槽壁面平板湍流边界层速度矢量场的时间序列及其统计量进行了实验测量,讨论了在同一来流速度下沟槽壁面对平均速度剖面﹑雷诺切应力及湍流强度的影响.用流向速度分量的多尺度空间局部平均结构函数辨识壁湍流多尺度相干结构,用条件采样和相位平均技术提取壁湍流多尺度相干结构喷射和扫掠事件的脉动速度、展向涡量的二维空间拓扑形态.结果表明,与同材料光滑壁面对比,沟槽壁面实现了10.73%的摩阻减小量;沟槽壁面湍流边界层湍流强度及雷诺切应力皆比光滑平板湍流边界层对应统计量小,说明沟槽壁面有效降低了湍流边界层内流体的脉动.通过比较壁湍流相干结构猝发事件各脉动速度分量与展向涡量的空间分布特征,肯定了沟槽壁面的减阻效果,发现沟槽壁面通过抑制相干结构猝发事件实现减阻. 展开更多
关键词 湍流边界层 沟槽壁面 减阻 相干结构 多尺度空间局部平均结构函数 高时间分辨率粒子图像测速
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