基于尾流函数的明渠流量计算方法研究

1

作者 刘建丽 张凯 +2 位作者 白美健 张宝忠 邵帅超 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2025年第2期173-183,共11页

断面平均流速的合理表征是明渠水流精准计量的关键,针对通过加密测点获取断面平均流速耗时耗力的问题,本文提出了一种基于尾流交点流速表征断面平均流速的明渠流量计算方法。本文在山东省水资源计量装备产业计量测试中心可变渠检测系统... 断面平均流速的合理表征是明渠水流精准计量的关键,针对通过加密测点获取断面平均流速耗时耗力的问题,本文提出了一种基于尾流交点流速表征断面平均流速的明渠流量计算方法。本文在山东省水资源计量装备产业计量测试中心可变渠检测系统开展试验,设置了0.5、1.0两个边坡系数和0.42、0.83、1.56和2.03 m~3/s四个流量梯度共8组试验,研究不同组合下断面流速分布规律,利用尾流函数拟合了中垂线流速数据,提出了断面测流的点面转换法,分析了标准规范法和点面转换法的测流误差,并在石津灌区干渠开展应用。结果表明,对于宽浅型明渠最大流速发生在中垂线水面,不同尾流强度系数的实测流速拟合曲线交于一点,不同组合下尾流交点流速与断面平均流速呈较好的线性关系,采用点面流速转换关系的流量计算误差小于3.32%,满足标准规范法要求;点面转换法在河北石津灌区渠首测站得到了较好的应用,测流误差小于3.10%,与标准规范法相比测点减少了40%以上。研究表明点面转换法在保证测流精度的同时可显著减少测点数量,对提高灌区测流效率具有较高的实用价值。 展开更多

关键词 明渠 流速分布 尾流函数 流速面积法

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高浓度固-液两相流紊流的动理学模型 被引量：13

2

作者 唐学林 徐宇 吴玉林 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期956-962,共7页

采用分子动理学方法,基于固-液两相流液相分子或颗粒相颗粒的Boltzmann方程,对Boltzmann方程分别取零矩和一次矩,则得到高浓度固-液两相流紊流的连续方程和动量方程,再和较成熟的低浓度两相流连续方程和动量方程比较,取低浓度两相流控... 采用分子动理学方法,基于固-液两相流液相分子或颗粒相颗粒的Boltzmann方程,对Boltzmann方程分别取零矩和一次矩,则得到高浓度固-液两相流紊流的连续方程和动量方程,再和较成熟的低浓度两相流连续方程和动量方程比较,取低浓度两相流控制方程中较成熟合理的有关项和高浓度时由动理学方法推导出的颗粒间碰撞项,则得到高浓度固-液两相流紊流的最终控制方程:连续方程和动量方程. 展开更多

关键词 固-液两相流 紊流 动理学模型 速度分布函数 BOLTZMANN方程

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风沙两相流跃移层中沙粒相的速度分布 被引量：16

3

作者 朱久江 戚隆溪 匡震邦 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第1期36-45,共10页

从单个跃移沙粒在气流中的运动方程出发导出了风沙两相流中沙粒相速度分布函数的Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方程．对风沙流研究中几种不同的分布函数及其相应的统计平均值等基本概念给出了严密的数学定义，指出了不同分布函数之间的区别和联系... 从单个跃移沙粒在气流中的运动方程出发导出了风沙两相流中沙粒相速度分布函数的Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方程．对风沙流研究中几种不同的分布函数及其相应的统计平均值等基本概念给出了严密的数学定义，指出了不同分布函数之间的区别和联系．在略去铅垂方向空气阻力的情况下，给出了沙粒相速度分布函数沿铅垂方向的边缘分布，作为风沙流中跃移理论的主要基础之一．利用结果对前人在风沙流研究中发现的某些重要规律和现象进行了解释． 展开更多

关键词 风沙两相流 大气边界层 跃移层 速度分布函数 沙粒相 BOLTZMANN方程 边缘分布

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近壁湍流脉动的概率分布函数 被引量：12

4

作者 周济福 张强 李家春 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第10期1135-1142,共8页

采用大涡模拟方法,模拟槽道湍流,获得了不同雷诺数情形下的槽道流大涡模拟数据库.在此基础上,获得了流向和垂向脉动速度的概率分布函数,并运用假设检验,分析了其与正态分布的定量差别.进一步计算了流向和垂向脉动速度的偏斜度、平坦度,... 采用大涡模拟方法,模拟槽道湍流,获得了不同雷诺数情形下的槽道流大涡模拟数据库.在此基础上,获得了流向和垂向脉动速度的概率分布函数,并运用假设检验,分析了其与正态分布的定量差别.进一步计算了流向和垂向脉动速度的偏斜度、平坦度,讨论了二者在粘性子层、过渡区和对数律区的变化.同时,讨论了粘性子层、过渡区和对数律区流向和垂向脉动速度概率分布函数的特点及其与湍流猝发的高速流下扫和低速流喷发事件的关系.最后,分析了雷诺数对流向、垂向脉动速度分布的影响. 展开更多

关键词 近壁湍流 大涡模拟 脉动速度 概率分布函数 偏斜度 平坦度

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模型溶液的分子动力学模拟及扩散系数计算 被引量：6

5

作者 严六明 严琪良 +2 位作者 刘洪来 戎宗明 胡英 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 1997年第4期477-483,共7页

通过对模型溶液的分子动力学模拟，确定了这些溶液的径向分布函数，自扩散系数Ｄ１、Ｄ２和互扩散系数Ｄ１２。结果表明，用Ｅｉｎｓｔｅｉｎ法和Ｇｒｅｅｎ－Ｋｕｂｏ法得到的扩散系数在数值上是一致的；溶液互扩散系数Ｄ１２与自扩散... 通过对模型溶液的分子动力学模拟，确定了这些溶液的径向分布函数，自扩散系数Ｄ１、Ｄ２和互扩散系数Ｄ１２。结果表明，用Ｅｉｎｓｔｅｉｎ法和Ｇｒｅｅｎ－Ｋｕｂｏ法得到的扩散系数在数值上是一致的；溶液互扩散系数Ｄ１２与自扩散系数Ｄ１和Ｄ２满足关系式Ｄ１２＝ｘ１Ｄ１＋ｘ２Ｄ２。 展开更多

关键词 分子动力学模拟 径向分布函数 扩散系数 溶液

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外电场作用下水化聚全氟磺酸钾膜中水分子的电渗迁移 被引量：4

6

作者 朱素华 严六明 +2 位作者 纪晓波 邵长乐 陆文聪 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2659-2665,共7页

用分子动力学模拟方法研究外电场(简称电场)作用下水化聚全氟磺酸钾膜中水分子的电渗迁移运动,并分析探讨膜的结构与水分子的电渗迁移特性的关系.结果表明,无外加电场时水分子和K+的速度都服从麦克斯韦分布;施加适当电场时,水分子和K+... 用分子动力学模拟方法研究外电场(简称电场)作用下水化聚全氟磺酸钾膜中水分子的电渗迁移运动,并分析探讨膜的结构与水分子的电渗迁移特性的关系.结果表明,无外加电场时水分子和K+的速度都服从麦克斯韦分布;施加适当电场时,水分子和K+在垂直电场方向上的速度分量仍服从麦克斯韦分布,但平行电场方向上的速度分量则服从峰值漂移的麦克斯韦分布.并且,峰值漂移速度可作为水分子和K+的平均迁移速度的近似值,从而计算得到水分子的电渗系数.结果还显示,K+第一配位层内平均含有约4.04个水分子,它们的平均迁移速度只有K+的57%.这部分水分子贡献的电渗迁移系数为总电渗迁移系数(2.97)的77%. 展开更多

关键词 分子动力学模拟 质子交换膜 外电场 电渗迁移 速度分布函数

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深空天文测速自主导航速度矢量合成误差传递分析 被引量：7

7

作者 尤伟 张伟 马广富 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期338-342,共5页

针对深空天文测速自主导航系统速度矢量合成过程中的误差传递问题,推导了视向速度测量误差与定速误差统计特性之间的映射关系,获得了当测量误差满足零均值高斯分布时的定速误差概率密度函数,给出了在特定条件下定速误差均值与方差的解... 针对深空天文测速自主导航系统速度矢量合成过程中的误差传递问题,推导了视向速度测量误差与定速误差统计特性之间的映射关系,获得了当测量误差满足零均值高斯分布时的定速误差概率密度函数,给出了在特定条件下定速误差均值与方差的解析表达式。理论与仿真分析均表明,当三个恒星视线方向两两正交时,测量误差对定速误差的影响达到最小,仿真结果还给出了目标恒星夹角对误差传递的影响,这些研究结果可为测速导航系统的目标选取提供理论依据。 展开更多

关键词 测速导航 误差传递 概率密度函数 恒星源选取

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基于Copula函数的海岸增水高度与相应风速的遭遇概率分析 被引量：3

8

作者 陈子燊 刘曾美 李志强 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期11-18,共8页

简要论述了Copula理论与几种常用的二维Archimedean Copula函数的性质和适用性。以粤东汕头海域妈屿历年最高增水高度与相应风速的遭遇为研究实例,在分别采用3个三参数的概率分布模式:广义极值分布(GEV)、Weibull分布(WBL)和皮尔逊Ⅲ型... 简要论述了Copula理论与几种常用的二维Archimedean Copula函数的性质和适用性。以粤东汕头海域妈屿历年最高增水高度与相应风速的遭遇为研究实例,在分别采用3个三参数的概率分布模式:广义极值分布(GEV)、Weibull分布(WBL)和皮尔逊Ⅲ型(P-Ⅲ)分布对两个边缘分布(年最高增水高度与相应风速)拟合优度检验基础上构建了两变量联合概率分布模型。主要结果如下:(1)年最大增水高度与相应风速的边缘分布分别服从Weibull分布和P-Ⅲ型分布;(2)拟合优度检验指标表明二者的最优连接函数为Archimedean Copula类的Gumbel-HougaardCopula;(3)重现期介于2～200a之间的边缘分布与同频率的联合分布的重现水平相对差值大约介于6.7%～22.2%之间;(4)特定风速设计频率条件下,随年最大增水设计频率的减小,二者的遭遇概率也随之迅速减小;反之,特定增水设计频率随风速条件频率的减小,二者的遭遇概率随之明显增大。 展开更多

关键词 增水高度和相应风速 边缘分布 联合分布 COPULA函数 条件分布与遭遇概率

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吹吸气流速度场的理论分析 被引量：3

9

作者 于航 魏润柏 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1991年第1期79-84,共6页

吹吸气流是一种经济和有效的通风气流组织形式。一般指吹出气流、吸入气流以及污染气流的合成。由于吹吸气流的影响因素较多并且彼此制约,因此吹吸气流的研究十分复杂。迄今所见到的国内外有关文献中,尚未发现比较完整的吹吸气流理论研... 吹吸气流是一种经济和有效的通风气流组织形式。一般指吹出气流、吸入气流以及污染气流的合成。由于吹吸气流的影响因素较多并且彼此制约,因此吹吸气流的研究十分复杂。迄今所见到的国内外有关文献中,尚未发现比较完整的吹吸气流理论研究成果。本文从吹吸气流的动量传递原理出发,建立积微分方程模型,并在某些特定条件下,利用吹吸式除尘工作台,理论求解了该模型。 展开更多

关键词 吹吸气流 速度场 通风 气流组织

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风沙流中沙粒冲击速度的分布函数 被引量：5

10

作者 董治宝 刘小平 王宏涛 《科学技术与工程》 2002年第5期53-56,共4页

根据风沙流通量和速度随高度的变化推导出了风沙流中沙粒冲击速度的分布函数,与以往建立的风沙流中起跃沙粒垂直初速度的分布函数稍有不同。用最新引进的粒子动态分析仪对53000多个沙粒冲击速度的风洞验证结果表明,所建立的冲击速度的... 根据风沙流通量和速度随高度的变化推导出了风沙流中沙粒冲击速度的分布函数,与以往建立的风沙流中起跃沙粒垂直初速度的分布函数稍有不同。用最新引进的粒子动态分析仪对53000多个沙粒冲击速度的风洞验证结果表明,所建立的冲击速度的分布函数与风洞实验结果吻合得相当好,80％以上的拟合相关系数大于0.95。 展开更多

关键词 沙粒冲击速度 分布函数 风沙流 气固两相流 流动速度 流动通量 风沙物理学

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固定床中错流流动的流场研究 被引量：1

11

作者 刘玉兰 徐志刚 +2 位作者 陈建春 吴勇强 朱子彬 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期44-51,共8页

实验分别测定了气体垂直于单根和两根圆管呈错流流动时固定床内的压力分布,经数学模拟获得床层中流体的压力分布、速度分布及流函数。对于固定床中内置单根圆管,沿主体流动方向的速度分量u在圆管左右两侧离管中心的2.0Dt范围内显著增大... 实验分别测定了气体垂直于单根和两根圆管呈错流流动时固定床内的压力分布,经数学模拟获得床层中流体的压力分布、速度分布及流函数。对于固定床中内置单根圆管,沿主体流动方向的速度分量u在圆管左右两侧离管中心的2.0Dt范围内显著增大,其影响范围一直延伸到床层边缘;而在圆管正前、后方近壁处,由于管的阻挡,u显著下降,约为主体流速的40%,影响范围在1.5Dt左右;随着离开圆管距离的增大,其影响减弱。垂直于主体流动方向的速度分量v,在圆管前后被影响范围约相当于圆管直径,而在圆管左右两侧的影响范围约相当于2.0Dt。影响的深度随雷诺数的增大而增加。对于内置两根圆管的错流流动,沿主体流动方向的速度分量u在圆管前后呈现流速下降、管间流速增大的波形曲线,其波峰和波幅的大小与管间距、离管中心的距离及Rep有关。 展开更多

关键词 固定床 错流流动 压力分布 速度分布 流函数

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矿区高强度开采地表损坏动态预测模型 被引量：5

12

作者 闫伟涛 陈俊杰 +1 位作者 柴华彬 颜少鸽 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第19期267-273,共7页

矿区地下资源的高强度开采势必引起耕地等地表附着物的严重破坏,尤以动态破坏影响较大。为对矿区高强度开采条件下地表动态损坏进行预测,该文首先通过相似模拟试验,揭示了高强度开采下覆岩和地表沿工作面推进方向周期性破坏的特征。然后... 矿区地下资源的高强度开采势必引起耕地等地表附着物的严重破坏,尤以动态破坏影响较大。为对矿区高强度开采条件下地表动态损坏进行预测,该文首先通过相似模拟试验,揭示了高强度开采下覆岩和地表沿工作面推进方向周期性破坏的特征。然后,根据充分采动阶段的实测资料,检验分析了高强度开采地表下沉速度的右偏偏态分布规律,并总结了下沉速度动态分布的周期性,及其与工作面推进位置的相对位置关系。最后,据此构建了基于对数正态密度函数的地表损坏动态预测模型,并采用实例对预测模型的预测精度进行了验证,结果显示预测和实测曲线的决定系数在0.9以上,标准差与实测最大下沉速度值的比值小于7.0%,表明预测模型具有较高的精度,较为符合现场实际。研究结果可对类似条件矿区开采地表损坏动态预测提供指导。 展开更多

关键词 模型 开采 地表损坏动态预测 下沉速度 偏态分布 对数正态密度函数

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关于挟沙水流流速分布问题 被引量：5

13

作者 黄才安 梅小文 《长江科学院院报》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期15-17,共3页

挟沙水流的流速分布是泥沙动力学中一个尚有争议的问题 ,为了深入研究这一问题 ,对爱因斯坦和钱宁等的变 k模式和 Coleman模式进行了进一步分析。发现变 k模式的 k值与 Coleman尾流强度系数 Π之间存在一一对应的关系 ,并推导了这一数... 挟沙水流的流速分布是泥沙动力学中一个尚有争议的问题 ,为了深入研究这一问题 ,对爱因斯坦和钱宁等的变 k模式和 Coleman模式进行了进一步分析。发现变 k模式的 k值与 Coleman尾流强度系数 Π之间存在一一对应的关系 ,并推导了这一数学关系。 展开更多

关键词 挟沙水流 流速分布 卡门常数 尾流函数

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子波分析检测壁湍流多尺度相干结构及间歇性 被引量：7

14

作者 姜楠 田砚 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期7-12,共6页

用热线风速仪精细测量了风洞中平板湍流边界层不同法向位置的流向速度分量的时间序列信号,用子波分析对湍流脉动速度信号进行多尺度分解,提出了用子波系数的瞬时强度因子和平坦因子检测多尺度相干结构的条件采样方法,提取了不同尺度相... 用热线风速仪精细测量了风洞中平板湍流边界层不同法向位置的流向速度分量的时间序列信号,用子波分析对湍流脉动速度信号进行多尺度分解,提出了用子波系数的瞬时强度因子和平坦因子检测多尺度相干结构的条件采样方法,提取了不同尺度相干结构的条件相位平均波形,研究了多尺度相干结构的统计特征.计算了子波系数的概率密度函数,研究了多尺度相干结构对其的影响.研究发现,提取出的各尺度相干结构是子波系数的概率密度在小概率位置是非Gauss分布的原因.当这些相干结构被分离出后,概率密度函数就回到Guass正态分布. 展开更多

关键词 湍流边界层 多尺度相干结构 间歇性 子波分析 概率密度函数

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基于区域权函数理论的多电极电磁流量计电极设计 被引量：5

15

作者 赵宇洋 张涛 +1 位作者 LUCAS G LEEUNGCULSATIEN T 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第2期94-97,共4页

基于Shercliff权函数提出区域权函数概念,设计多电极电磁流量计,通过测量管道截面不同位置的弦端电压,计算各区域的轴向平均速度,实现速度分布与体积流量的测量。着重研究了流量计电极设计,选取不锈钢平头方案的多电极电磁流量计,对于... 基于Shercliff权函数提出区域权函数概念,设计多电极电磁流量计,通过测量管道截面不同位置的弦端电压,计算各区域的轴向平均速度,实现速度分布与体积流量的测量。着重研究了流量计电极设计,选取不锈钢平头方案的多电极电磁流量计,对于阀门下游的非轴对称单相流体积流量测量精度高于±1.0%,倾斜管固—液两相流实验证明:该设计对于两相流非轴对称的速度分布测量具备可靠性。 展开更多

关键词 电磁流量计 区域权函数 速度分布 电极

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多电极电磁流量计转换器设计 被引量：6

16

作者 赵宇洋 张涛 LUCAS G 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第6期87-89,93,共4页

基于权函数理论设计出一种新颖的多电极电磁流量计,其转换器部分采用VM1微处理器作为处理核心,实现控制磁路系统、信号采集、数据重构以及显示和调节控制等功能。该设计通过测量流场边界处的感应电压,进而重构速度分布并实时显示。实验... 基于权函数理论设计出一种新颖的多电极电磁流量计,其转换器部分采用VM1微处理器作为处理核心,实现控制磁路系统、信号采集、数据重构以及显示和调节控制等功能。该设计通过测量流场边界处的感应电压,进而重构速度分布并实时显示。实验证明:该种电磁流量计具有较高的测量精度,并提供可靠的速度重构结果。 展开更多

关键词 多电极电磁流量计 权函数 速度分布 微处理器

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激波结构内流动问题的气体运动论描述 被引量：4

17

作者 李志辉 张涵信 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期411-418,436,共9页

从介观Boltzmann速度分布函数理论出发,发展计及分子粘性碰撞截面与扩散碰撞截面,可描述各流域一维气体流动问题的Boltzmann简化速度分布函数方程及其气体运动论数值计算方法。通过对不同Knudsen数下非定常激波管流动及不同马赫数定常... 从介观Boltzmann速度分布函数理论出发,发展计及分子粘性碰撞截面与扩散碰撞截面,可描述各流域一维气体流动问题的Boltzmann简化速度分布函数方程及其气体运动论数值计算方法。通过对不同Knudsen数下非定常激波管流动及不同马赫数定常正激波结构问题数值模拟,研究分析不同流区的激波突跃变化过程以及近连续流、稀薄过渡流特有的分子输运现象,揭示不同马赫数、不同分子模型的激波内流动与传热变化规律,证实基于Bo-ltzmann模型方程的气体运动论数值计算方法用于激波结构内流动研究的准确可靠性。 展开更多

关键词 激波结构 BOLTZMANN模型方程 速度分布函数 离散速度坐标法 有限差分计算

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曲面流速分布模型构建及其在自动测流系统中的应用 被引量：1

18

作者 陈卫东 潘杰 +3 位作者 胡尊乐 费国松 汪姗 华晨 《水文》 CSCD 北大核心 2022年第2期19-24,共6页

根据江苏平原水网区河道顺直化、规整化的特点,基于常用的水平流速分布曲线、垂向流速分布曲线和流速分布测验结果,推导和构建了天然河道的流速分布(曲面)模型、全断面流量表达公式以及纵剖面流量表达公式,进而采用超几何函数原理,推导... 根据江苏平原水网区河道顺直化、规整化的特点,基于常用的水平流速分布曲线、垂向流速分布曲线和流速分布测验结果,推导和构建了天然河道的流速分布(曲面)模型、全断面流量表达公式以及纵剖面流量表达公式,进而采用超几何函数原理,推导和构建了横剖面流量表达公式。结果表明:江苏平原水网区河道H-ADCP安装高度建议在相对水深0.4~0.65之间,横剖面层平均流速与断面平均流速的关系采用一元一次函数关系推求。 展开更多

关键词 超几何函数 水平流速分布模型 垂向流速分布模型

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储罐爆炸事故中抛射碎片初速度预测 被引量：6

19

作者 潘科 许开立 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1047-1050,1054,共5页

为合理确定爆炸事故中抛射物初速度,基于碎片穿透实验及理论分析建立了两种碎片初速度的预测方法.在理论估算中,建立了以爆炸总能量乘以能量转化效率因子确定碎片初动能的碎片初速度预测模型.在爆炸总能量的计算方法中,Baum方程可以估... 为合理确定爆炸事故中抛射物初速度,基于碎片穿透实验及理论分析建立了两种碎片初速度的预测方法.在理论估算中,建立了以爆炸总能量乘以能量转化效率因子确定碎片初动能的碎片初速度预测模型.在爆炸总能量的计算方法中,Baum方程可以估算压缩气体物理爆炸、化学反应失控爆炸的总能量,而在BLEVE中,用液体过热能来估算爆炸能量更为准确.以Baum,Birk等实验的转化效率为基础,根据最大熵原理得出了碎片能量转化效率因子的概率密度符合伽马分布.由实例分析可知,BLEVE中基于过热能及效率因子的初速度预测方法可以有效地进行爆炸碎片危险的定量化评价. 展开更多

关键词 爆炸碎片 抛射碎片初速度 BLEVE事故 最大熵原理 概率密度函数 伽马分布

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利用内光谱响应测量晶体硅太阳电池前表面复合速度 被引量：2

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作者 马逊 刘祖明 +1 位作者 廖华 李景天 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期951-956,共6页

根据发射区电流密度的连续性方程,推导出了发射区杂质服从高斯函数和余误差函数分布情况下短波内光谱响应与前表面复合速度的模型,该模型短波波长的选择与扩散结深有关。并利用该模型对不同扩散条件下的晶体硅太阳电池前表面复合速度进... 根据发射区电流密度的连续性方程,推导出了发射区杂质服从高斯函数和余误差函数分布情况下短波内光谱响应与前表面复合速度的模型,该模型短波波长的选择与扩散结深有关。并利用该模型对不同扩散条件下的晶体硅太阳电池前表面复合速度进行计算,结果与PC1D模拟结果符合较好。 展开更多

关键词 晶体硅太阳电池 内光谱响应 前表面复合速度 连续性方程 高斯函数 余误差函数

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