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泥沙颗粒输运背后的力学机制
地球表面高山、丘陵、沙漠、河流、潮滩等地貌形态万千,它们是如何在历史的岁月中逐渐形成的呢?放眼宇宙,空气密度极低的冥王星,是如何神奇地拥有丰富的沙丘地貌?被称为沙漠行星的火星会因为大风而刮起沙尘暴吗……这些自然界中的奥秘正是地球物理学科的泥沙运动力学所研究的问题。已有的研究告诉我们,泥沙颗粒输运普遍发生于大气环境和水环境中,是塑造地貌形态最重要和最根本的自然过程之一。如何理解和定量描述地表环境泥沙颗粒的起动、输运和沉降是揭示地貌形态千差万别的核心问题。目前野外和实验数据已经证明,粗颗粒泥沙输运量与流体强度之间的关系,在大气环境表现为线性,在水环境表现为非线性。然而,如此截然不同的输运规律背后的力学机制却一直还是个迷。近日,浙江大学海洋学院百人计划研究员托马斯·派兹(Thomas Pähtz)博士成功揭开了这个谜底,并推导出了描述粗颗粒泥沙输运量与流体强度关系的通用方程。北京时间2020年4月20日,相关研究成果在物理学学术期刊美国物理学会刊物《物理评论快报》(Physical Review Letters,简称PRL))上发表,并被该刊物和杂志Physics同时聚焦报道。通过离散元(DEM)精细数值模拟追踪大量泥沙颗粒的运动轨迹并分析其受力特征, 托马斯·派兹首次发现,粗颗粒泥沙的动能耗散机制主导其输运规律。大气环境条件下颗粒和床面间碰撞是主要的耗散机制;而在水环境条件下,颗粒和床面间碰撞以及颗粒之间的碰撞起着同等重要的作用。根据这一新的理论认识,托马斯·派兹推导了能统一描述大气环境和水环境粗颗粒泥沙输运量与流体强度关系的通用方程。这为深入认识地球甚至火星等外星球表面丰富多样的地貌形态提供了有力的理论工具。 统一输沙率公式与水环境(左图)和大气环境(右图)相关实验资料对比“最困难的部分是对模拟的结果进行物理解释和数学描述。在总共7年的时间里,我无数次地用笔和纸进行尝试。特别是在最初的4年里,我大部分时间都在思考这个问题。” 托马斯·派兹说。评审专家认为,这项研究工作是地球物理学科最基础而没有被揭示的问题。而对于未来的进一步应用,托马斯·派兹表示,上述通用方程可以预测任意大气/水体环境下的泥沙输运量,这使我们能够更好地了解这些天体的地貌,还可以通过测量行星的动力地貌来间接推断行星的风况。据悉,托马斯·派兹于2020年1月起受邀担任美国地球物理学会会刊《地球物理学研究杂志-地表过程》的副主编。他是浙大近海环境流体力学团队的重要成员。该团队由贺治国教授领衔,主要从事近海泥沙动力学、海岸动力学、近海环境流体力学等方面的研究,成果已逐步应用于理解河口海岸泥沙运动、深水航道整治、深海地貌演变、深海热液源矿物颗粒沉积等问题,取得了重要的国际影响力。该研究得到国家自然科学基金和浙江大学百人计划研究基金资助。论文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.168001
浙江大学 2021-04-11
力学综合实验平台 COC-MCEP
实验内容 1、单摆; 2、三线摆; 3、碰撞打靶; 4、李萨如图形; 5、液体表面张力系数; 6、应变力传感器定标及未知物体称重实验。
成都华芯众合电子科技有限公司 2022-06-18
轨道平顺状态的评定方法及装置
成果描述:本发明提供了轨道平顺状态的评定方法及装置,包括基于车辆-轨道耦合大系统的振动方程,确定测量的轨道不平顺中各个波长使耦合大系统产生的振动变化值;计算与每一个振动变化值对应的轨道不平顺的波长相匹配的波长权重系数;对该波长权重系数相匹配的轨道不平顺中的波长成分进行加权计算,得到新的轨道不平顺;根据预设的评定方法对新的轨道不平顺进行评定,本发明综合考虑了幅值、波长和空间位置信息的轨道不平顺评定方法,使得对轨道不平顺的分析更准确并且基于本评定方法可制定更具针对性的、科学合理的轨道维修计划和管理办法,可以控制对耦合大系统振动影响较大的轨道不平顺,最终能够保证轨道结构的安全以及列车运行的平稳性和舒适性。市场前景分析:轨道交通基础设施建设领域。与同类成果相比的优势分析:技术先进,性价比较高。
西南交通大学 2021-04-10
设备状态点检网络化管理系统
高校科技成果尽在科转云
西安交通大学 2021-04-10
设备状态点检网络化管理系统
设备状态点检管理系统(以下简称为点检系统)是工业企业全面实施设备状态点检信息管理的数据平台。该系统托企业内部网络,采用 c/s 与 B/S 混合体系结构,构建以数据库为核心的网络信息管理系统,将企业内部各部门的设备状态点检信息自动上传至数据库服务器,在整个企业范围内实现数据共享。系统为用 户提供全面的数据获取手段,长运行周期的数据管理,丰富的设备状态监测功能,并利用便捷快速的网络,将企业设备运行状态信息化并及时传递,以便企业中、高层技术人员和各级管理人员可以及时发现设备的异常,掌握设备的运行状况,从而全面支持预知维修,优化设备管理,提升企业设备管理水平,为保障设备长期的高效、安全运行、降低运营成本提供了一个开放易用的信息化平台。点检系统是目前企业设备管理实现数字化、信息化的关键,也是构建企业资源计划系统(ERP)的设备管理信息基础。 
西安交通大学 2021-04-10
风电机组——塔架状态监测系统
1、晃度、倾角、振动、应力、螺栓紧力全面监测 2、理论计算和实测数据同步显示、相互验证 3、塔架、传动链、风况及生产过程参数的大数据融合分析 4、变工况下轮-舱-塔耦合响应及塔架状态变化规律
东南大学 2021-04-11
一种插头状态监控系统
本实用新型提供一种插头状态监控系统,包括插座和监控装置;插座包括设置在插座内的导电槽、 第一电源模块、第一无线通信模块,导电槽的尺寸与插头的导电柱尺寸相匹配,导电槽包括相对设置的 导电片 A,导电片 B,导电片 A、导电片 B、导电柱、第一电源模块、第一无线通信模块连接构成回路; 插头的导电柱插入导电槽时,回路接通,第一无线通信模块开始工作,向监控装置发送信号,监控装置 的红外传感器检测到人接近时,查询是否接收到插座的第一无线通信模块发送的信号
武汉大学 2021-04-14
轨道平顺状态的评定方法及装置
本发明提供了轨道平顺状态的评定方法及装置,包括基于车辆-轨道耦合大系统的振动方程,确定测量的轨道不平顺中各个波长使耦合大系统产生的振动变化值;计算与每一个振动变化值对应的轨道不平顺的波长相匹配的波长权重系数;对该波长权重系数相匹配的轨道不平顺中的波长成分进行加权计算,得到新的轨道不平顺;根据预设的评定方法对新的轨道不平顺进行评定,本发明综合考虑了幅值、波长和空间位置信息的轨道不平顺评定方法,使得对轨道不平顺的分析更准确并且基于本评定方法可制定更具针对性的、科学合理的轨道维修计划和管理办法,可以控制对耦合大系统振动影响较大的轨道不平顺,最终能够保证轨道结构的安全以及列车运行的平稳性和舒适性。
西南交通大学 2018-09-18
高速移动状态下视觉感知技术
研究意义1. 视觉感知是高铁、自动驾驶车辆、无人航行器等自动化设备实现环境感知的重要手段。2. 对运动状态下产生的图像模糊进行复原是计算机视觉领域的重要研究内容。3. 运动模糊对于基于视觉的目标检测算法的检测能力具有显著影响。 研究目标 本研究相机在直线运动状态下前进速度与目标检测算法在产 生的模糊图像上检测能力的关系。通过实验进行具体关系的 研究与分析。对模糊图像应用合适的去模糊算法,观察并分 析去模糊后目标检测能力的变化。
北京交通大学 2023-05-08
43550骨细胞切片
宁波华茂文教股份有限公司 2021-08-23
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