CN103278307B - 风沙跃移层沙粒的降落速度分布的测量装置以及测量方法 - Google Patents

Abstract

风沙跃移层沙粒降落速度分布的测量装置（100）以及测量方法。测量装置（100）包括分离腔（10），分离腔（10）具有入口（11），入口（11）设置于分离腔（10）的顶壁（12），入口（11）为狭长的槽状；分离腔（10）内设置有第一分离板（20）和第二分离板（30），第一分离板（20）设置有多个第一分离口（21），第二分离板（30）设置有多个第二分离口（31），各第二分离口（31）均与相应的集沙盒连接。所述测量方法使用上述测量装置（100）测量风沙跃移层沙粒的降落速度分布，与第ij个第二分离口（31）连接的集沙盒中收集的沙粒的初始速度是其中，g是重力加速度。

Description

风沙跃移层沙粒的降落速度分布的测量装置以及测量方法

技术领域

本发明涉及一种能够测量风沙跃移层沙粒的降落速度分布的测量装置以及测量方法，该测量装置以及测量方法尤其适用于野外风沙观测或风洞实验。

背景技术

中国是世界上风沙危害最为严重的国家之一。为了有效防治风沙灾害，首先必须研究清楚风沙运动的基本规律。

风沙流中沙粒运动包括蠕移、跃移和悬移三种运动形式。其中，蠕移是沙粒在沙床面上滚动或滑动的运动形式，跃移是沙粒从沙床面起跳后，在重力作用下又降落到沙床面的运动形式，悬移是沙粒悬在空中随着空气一起流动的运动形式。这三种运动形式相互关联，它们之间存在着复杂的物质和能量交换，因此在风沙理论研究和风沙工程实践中必须兼顾这三种运动形式。但是风沙运动的复杂性又迫使研究者将这三种运动形式人为地割裂开来进行研究。其中，以跃移运动最为重要，这不仅在于跃移输沙通量占风沙的主体，而且还表现在悬移运动和蠕移运动都与跃移有关，尤其是表层蠕移沙粒的动量主要来自跃移沙粒的冲击，跃移沙粒的冲击是破坏沙地表面并造成风蚀的主要原因。

因此，阐明跃移沙粒对沙床面的冲击过程，必须准确测量跃移沙粒的降落速度。跃移沙粒降落速度分布是反演沙粒跃移运动轨迹和风沙流通量分布的一个重要指标。

现有技术中，中国专利文献CN102680202B（申请人自已的专利）公开了一种风沙蠕移层沙粒运动速度及其质量分布的测量装置以及测量方法。所述测量装置包括分离腔，所述分离腔具有：入口，所述入口设置于所述分离腔的顶壁；分离壁，所述分离壁设置于所述顶壁和底壁之间，其中所述底壁与所述顶壁相对，并且在所述分离壁上从上往下依次并列设有多个分离口，各所述分离口与相应的收集部件连接。由于蠕移沙粒垂向运动速度为零并且具有一定的水平运动速度，所以从所述入口进入所述分离腔中的蠕移沙粒做平抛运动，因此从上往下收集在不同收集部件中的蠕移沙粒具有不同的水平运动速度，从而能够测量出蠕移层沙粒的速度分布。

然而，上述测量装置不适用于测量跃移层沙粒的降落速度分布，这是因为跃移层沙粒在从入口进入分离腔时不但具有水平初速度还具有一定的垂向运动速度，因此在进入分离腔后做斜抛运动，具体落入哪一个收集部件受到水平初速度和垂向运动速度两个因素的制约。

综上，准确测量跃移沙粒的降落速度分布业已成为风沙学界关注的焦点，但是目前还没有跃移沙粒降落速度分布的专门测量仪器。

发明内容

发明要解决的问题

为此，本发明的目的是提供一种风沙跃移层沙粒的降落速度分布的测量装置以及测量方法，该测量装置以及测量方法能够准确地测量风沙跃移层沙粒的降落速度分布。

用于解决问题的方案及有益效果

一种测量装置，其用于测量风沙跃移层沙粒的降落速度分布，该测量装置包括分离腔，所述分离腔具有入口，所述入口设置于所述分离腔的顶壁，其特征在于，

所述入口为狭长的槽状；

所述分离腔内设置有第一分离板和第二分离板，所述第一分离板和所述第二分离板平行于所述分离腔的所述顶壁和底壁并且相互隔开地设置在所述顶壁和所述底壁之间，所述第二分离板位于所述第一分离板下方；

所述第一分离板设置有多个第一分离口，所述第一分离口在所述第一分离板中在平行于所述入口的方向和垂直于所述入口的方向上均相邻地错开，使得所述第一分离口在所述第一分离板的俯视图中呈阶梯状排列布置；在平行于所述入口的方向上，位于最外侧的两个第一分离口中的一个第一分离口布置成外端与所述入口的一端对齐或位于所述入口的所述一端的内侧，并且另一个第一分离口布置成外端与所述入口的另一端对齐或位于所述入口的所述另一端的内侧；

所述第二分离板设置有多个第二分离口，所述多个第二分离口被排列成列数与所述第一分离口的个数相同的多个第二分离口列；在各所述第二分离口列中，所述第二分离口从所述第一分离口正下方的位置起沿垂直于所述入口并且远离所述入口的方向依次均匀地分布；在垂直于所述入口的方向上，各所述第二分离口列中最靠近所述入口的第二分离口与所述第一分离口上下正对并且在所述第二分离板的俯视图中呈阶梯状排列布置；

各所述第二分离口均与相应的收集部件连接。

跃移层中的沙粒从入口进入分离腔，之后沙粒做垂向速度大于零的斜抛运动，水平初速度不同的沙粒将分别进入不同的第一分离口，没有进入第一分离口的沙粒将滞留在第一分离板上；之后，进入第一分离口的沙粒在分离腔中继续进行一定时间斜抛运动后分别进入第二分离口中，进而收集在与第二分离口连接的收集部件中。这样，测量各收集部件收集的沙粒的质量，通过计算可以得到风沙跃移层沙粒的降落速度分布。

在上述测量装置中，在垂直于所述入口的方向上，所述第一分离板在所述第一分离口的前后均形成有斜坡，所述斜坡随着远离所述第一分离口而逐渐降低。该设置保证了没有进入第一分离口的沙粒沿斜坡滑下，避免了没有进入第一分离口的沙粒在与第一分离板碰撞后弹入第一分离口中，从而能够提高测量的精度。

在上述测量装置中，所述第二分离口具有远离所述第一分离板和所述第二分离板延伸的收集部件安装部，所述收集部件与所述收集部件安装部套接。该设置方便了收集部件与第二分离口之间的连接与拆卸。

在上述测量装置中，所述收集部件设有沙窗，所述沙窗允许气流通过并且阻拦沙粒通过。设置沙窗能够防止气流回流而将进入第二分离口的沙粒卷出，并且能够防止气流回流改变沙粒的速度，从而保证了测量的精度。

在上述测量装置中，所述入口为矩形形状的槽。设置入口为矩形形状的槽，保证了进入分离腔的沙粒在整个入口范围内运动状态均匀，该设置能够保证测量的精度。

在上述测量装置中，所述分离腔的底部敞口并且套接有盖，所述盖与所述分离腔连接后形成所述底壁。该设置保证民收集部件能够方便地从分离腔取出，有利于后序实验步骤的顺利进行。

一种测量方法，其使用上述测量装置测量风沙跃移层沙粒的降落速度分布，其特征在于，该测量方法包括如下步骤：

A.布置所述测量装置，保证所述顶壁与沙床表面平行；

B.保证风向沿着垂直于所述入口并且平行于所述测量装置的顶壁的方向，并使所述入口位于风向上游侧，将所述测量装置置于风场中一定的时间；

C.对所述第一分离口、所述第二分离口以及相应的收集部件编号，将第一分离口编号为i，其中，i=1,2,…,M，M是所述第一分离口的总数，i数值越小表示该第一分离口离所述入口越近；将第二分离口为ij，j=1,2,…,N，N是从第i个第一分离口正下方的位置起沿远离所述入口的方向依次均匀分布的第二分离口的总数，j数值越小表示该第二分离口离所述入口越近；将与第ij个第二分离口连接的收集部件编号为ij；

D.测量各收集部件中收集的沙粒的质量m_ij，并计算与该部分沙粒m_ij对应的初始速度，计算方法如下：

设所述入口与各所述第一分离口之间的垂向距离为H₁，各所述第一分离口与各所述第二分离口之间的垂向距离为H₂，所述入口与第i个第一分离口之间的沿垂直于所述入口的方向的水平距离为L_i；第ij个第二分离口与第i1个第二分离口之间的沿垂直于所述入口的方向的水平距离为L_j，则所述初始速度是

$\left\{\begin{array}{c}{v}_{0x}=\sqrt{\frac{g}{2}\frac{L_i{L_j}^2+{L_i}^2{L}_j}{L_i{H}_2-L_j{H}_1}}\\ v_{0z}=\sqrt{\frac{g}{2}}\frac{L_i{L}_j{H}_1+{L_j}^2{H}_1+H_1{L}_j-H_2{L}_i}{\sqrt{(L_i{H}_2-L_j{H}_1)(L_i{L_j}^2+{L_i}^2{L}_j)}}\end{array}\right.,$

其中，g是重力加速度；

E.对具有不同初始速度的沙粒的质量汇总，从而得到风沙跃移层沙粒的降落速度分布。

根据本发明的测量装置以及测量方法能够准确地测量风沙跃移层沙粒的降落速度分布。

附图说明

下面将结合附图详细地说明本发明的具体实施方式。其中，

图1是本发明的测量装置的外部立体图；

图2是图1中的测量装置的沿着线A-A截取的剖视立体图；

图3是本发明的测量装置中的第一分离板的立体图；

图4是本发明的测量装置中的第二分离板的立体图；

图5是本发明的集沙盒（收集部件）的立体图；

图6是本发明的测量风沙跃移层沙粒的降落速度分布的方法的原理图；

附图标记说明

100 测量装置

10  分离腔

11  入口

12  顶壁

13  底壁

14  侧壁

20  第一分离板

21  第一分离口

22  斜坡

30  第二分离板

31  第二分离口

40  集沙盒（收集部件）

41  沙窗

具体实施方式

为了方便说明，在本申请中所称的“左右方向”、“上下方向”、“前后方向”如附图中的标示所示。“左右方向”为垂直于入口11并且平行于测量装置100的顶壁12的方向；“上下方向”即为测量装置100的高度方向；“前后方向”为平行于入口11的方向，即入口11的长度方向。

图1是本发明的测量装置100的外部立体图，图2示出图1的测量装置100的沿着线A-A截取的立体图。如图1以及图2所示，本实施方式的测量装置100包括分离腔10，该分离腔10由长方形的壳体构成，分离腔10具有入口11，该入口11设置在分离腔10的顶壁12，是长度方向沿着前后方向的狭长且上下贯通的槽口，在使用测量装置100时，通过调整测量装置100使测量装置100的顶壁12与风向平行且使入口11的长度方向与风向垂直，并使测量装置100左侧面位于迎风侧。在本实施方式中，入口11为矩形形状的槽，这保证了进入分离腔10的沙粒在整个入口范围内运动状态均匀，该设置能够保证测量的精度。分离腔10的底部可以设置有敞口的型式并且套接有盖（未示出），盖与分离腔10连接后形成底壁13，这保证了分离腔10中的集沙盒（收集部件）能够方便地从分离腔10取出，有利于后序实验步骤的顺利进行。

从图2可以看到，分离腔10内设置有第一分离板20和第二分离板30，第一分离板20和第二分离板30平行于分离腔10的顶壁12和底壁13并且相互隔开地设置在顶壁12和底壁13之间，第二分离板30位于第一分离板20下方。图2中省略了连接在第二分离板30下方的集沙盒。

如图3所示，第一分离板20设置有多个第一分离口21，第一分离口21为长方形的通孔，其长度方向沿着前后方向，该多个第一分离口21在第一分离板20上从前侧朝向后侧呈阶梯状排列布置，越靠后侧的第一分离口21在左右方向上越远离入口11，各第一分离口21位于比入口11靠右侧的位置。如图3所示，在第一分离板20上设有沿第一分离口21的排列方向延伸的向上隆起的横截面为上窄下宽的脊部，第一分离口21排列在该脊部的顶部。这样，在第一分离口21的左右侧均形成有斜坡22，该斜坡22随着远离第一分离口21而逐渐降低，从而保证了没有进入第一分离口21的沙粒沿斜坡22滑下，避免没有进入第一分离口21的沙粒与第一分离板20碰撞后弹入到第一分离口21中，由此能够提高测量精度。最前侧的第一分离口21的前端在前后方向上与入口11的前端对齐或位于入口11的前端的后侧，最后侧的第一分离口21的后端在前后方向上与入口11的后端对齐或位于入口11的后端的前侧，这样保证了，从入口11的长度方向上的不同位置进入分离腔10内部的沙粒均有相同的机会从不同的第一分离口21分离。

如图4所示，第二分离板30设置有多个第二分离口31，第二分离口31的形状及大小与第一分离口21的形状及大小相同。所述多个第二分离口31被排列成列数与第一分离口21的个数相同的沿左右方向排列的多个第二分离口列，各第二分离口列中的最靠左侧的第二分离口31分别与对应的第一分离口21在前后方向以及左右方向上对齐。在各第二分离口列中，第二分离口31等间隔的分布，并且其间隔尽可能地小。在第二分离板30的下侧面上，在第二分离口31的下端口的周围设有从第二分离板30的下侧面向下延伸的收集部件安装部（未示出），该收集部件安装部既可以是向下延伸的套筒，也可以是分布在第二分离口31的下端口的周围向下延伸的片。当收集部件安装部为套筒时，可以是内孔的横截面形状及大小与第二分离口的横截面形状及大小相同的长方形套筒，优选地是与第二分离口的横截面形状及大小相比呈渐缩状的漏斗形套筒。

图5示出本发明的集沙盒40的立体图。如图5所示，作为收集部件的集沙盒40是一端开口的有底方筒状，在集沙盒40的侧壁上设有纱窗41，在进行测量时，将收集部件40以可卸下的方式安装在收集部件安装部上(例如以紧配合的方式套在所述套筒状的收集部件安装部上或套在所述片上)，使得收集盒40的开口与第二分离口31的下端口对接，来接收进入第二分离口31的沙粒。通过设有纱窗41，允许收集盒40内的空气经由纱窗41向外部流通。由于从入口11进入分离腔10的沙粒夹带着空气气流，设置沙窗41可以防止从各第二分离口31进入集沙盒40的气流回流，从而可以防止由于气流回流而将进入分离口的沙粒卷出，并且能够防止气流回流而改变沙粒的速度，从而保证了测量的精度。如上所述，集沙盒40可以与各第二分离口31下方的收集部件安装部套接。

下面以风洞实验为例说明利用本发明的测量装置100测量风沙跃移层沙粒的降落速度分布的方法。在进行测量之前，需要布置测量装置100，保证顶壁12与沙床表面平行。

然后进入实验环节。保证风洞中风速恒定，并且需要保证风向沿着垂直于入口11并且平行于测量装置100的顶壁12的方向，并使入口11位于风向上游侧、即测量装置100的左侧面位于迎风侧，将测量装置100置于风场中一定的时间。由于跃移层中的沙粒到达入口11时的垂向速度不为零，所以，跃移层中的沙粒从入口11进入分离腔10之后做垂向速度大于零的斜抛运动，在入口11的宽度方向上不同位置进入分离腔10中的沙粒将分别进入不同的第一分离口21，没有进入第一分离口21的沙粒将滑斜坡22滑下从而滞留在第一分离板20上；之后，进入第一分离口21的沙粒在分离腔10中继续进行一定时间斜抛运动后分别进入不同的第二分离口31中，进而收集在与第二分离口31连接的集沙盒40中。这样，测量各集沙盒40收集的沙粒的质量，通过计算可以得到风沙跃移层沙粒的降落速度分布。

具体地，对第一分离口21、第二分离口31以及相应的集沙盒40编号，将第一分离口21编号为i，其中，i=1,2,…,M，M是第一分离口21的总数，i数值越小表示该第一分离口21离入口11越近；将第二分离口31为ij，j=1,2,…,N，N是从第i个第一分离口21正下方的位置起沿远离入口11的方向依次均匀分布的第二分离口31的总数，j数值越小表示该第二分离口31离入口11越近；将与第ij个第二分离口31连接的集沙盒40编号为ij。

如图6所示，当跃移层沙粒进入从入口11进入分离腔10之后，进行具有一定水平初速度v_0x和垂向初速度v_0z的斜抛运动。设入口11与各第一分离口21之间的垂向距离为H₁，入口11与第i个第一分离口21之间的沿垂直于入口11的方向的水平距离为L_i，沙粒从入口11到第i个第一分离口21的运动时间为t₁，则沙粒从入口11到第i个第一分离口21这一过程的运动学方程为：

$\left\{\begin{array}{c}{H}_1=v_{0z}{t}_1+\frac{1}{2}{{\mathrm{gt}}_1}^2\\ L_i=v_{0x}{t}_1\end{array}\right..$

沙粒从第i个第一分离口21分离后在分离腔10中继续进行一定时间斜抛运动后进入第ij个第二分离口31。设各第一分离口21与各第二分离口31之间的垂向距离为H₂，第ij个第二分离口31与第i1个第二分离口31之间的沿垂直于入口11的方向的水平距离为L_j，沙粒从第i个第一分离口21到第ij个第二分离口31的运动时间为t₂，则沙粒从第i个第一分离口21到第ij个第二分离口31这一过程的运动学方程为：

$\left\{\begin{array}{c}{H}_2=(v_{0z}+{\mathrm{gt}}_1)t_2+\frac{1}{2}{{\mathrm{gt}}_2}^2\\ L_j=v_{0x}{t}_2\end{array}\right..$

在上述两个方程组中，g是重力加速度，H₁、H₂、L_i和L_j由测量装置自身的尺寸决定，可以通过测量得出，所以共有v_0x、v_0z、t₁和t₂四个未知数。因此，联立以上两个方程组，能够计算得到与进入第ij个集沙盒40中的沙粒对应的初始速度为：

$\left\{\begin{array}{c}{v}_{0x}=\sqrt{\frac{g}{2}\frac{L_i{L_j}^2+{L_i}^2{L}_j}{L_i{H}_2-L_j{H}_1}}\\ v_{0z}=\sqrt{\frac{g}{2}}\frac{L_i{L}_j{H}_1+{L_j}^2{H}_1+H_1{L}_j-H_2{L}_i}{\sqrt{(L_i{H}_2-L_j{H}_1)(L_i{L_j}^2+{L_i}^2{L}_j)}}\end{array}\right.,$

其中，g是重力加速度。

测量各集沙盒40中收集的沙粒的质量m_ij，并且利用上述计算方法计算与该部分沙粒对应的初始速度。最后对具有不同初始速度的沙粒的质量汇总，即以水平初速度v_0x或垂向初速度v_0z为横坐标，以沙粒的质量为纵坐标，绘制实验曲线，从而得到风沙跃移层沙粒的降落速度分布。

以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但是本发明不限于上述实施方式，例如，在本发明的其他实施方式中，第一分离口21可以形成有围绕第一分离口21的周缘并且垂直于第一分离板20向上延伸的凸缘。这保证了没有进入第一分离口21的沙粒不会由于与第一分离板20碰撞而弹入第一分离口21中，从而能够提高测量的精度。当然，也可以在第一分离板20上同时设置斜坡22和凸缘。

本领域技术人员在不脱离本发明的保护范围的情况下可以根据上述内容进行组合或变型，本发明专利的保护范围由权利要求书限定。

Claims (12)

1.一种测量装置（100），其用于测量风沙跃移层沙粒的降落速度分布，该测量装置（100）包括分离腔（10），所述分离腔（10）具有入口（11），所述入口（11）设置于所述分离腔（10）的顶壁（12），其特征在于，

所述入口（11）为狭长的槽状；

所述分离腔（10）内设置有第一分离板（20）和第二分离板（30），所述第一分离板（20）和所述第二分离板（30）平行于所述分离腔（10）的所述顶壁（12）和底壁（13）并且相互隔开地设置在所述顶壁（12）和所述底壁（13）之间，所述第二分离板（30）位于所述第一分离板（20）下方；

所述第一分离板（20）设置有多个第一分离口（21），所述第一分离口（21）在所述第一分离板（20）中在平行于所述入口（11）的方向和垂直于所述入口（11）的方向上均相邻地错开，使得所述第一分离口（21）在所述第一分离板（20）的俯视图中呈阶梯状排列布置；在平行于所述入口（11）的方向上，位于最外侧的两个第一分离口（21）中的一个第一分离口（21）布置成外端与所述入口（11）的一端对齐或位于所述入口（11）的所述一端的内侧，并且另一个第一分离口（21）布置成外端与所述入口（11）的另一端对齐或位于所述入口（11）的所述另一端的内侧；

所述第二分离板（30）设置有多个第二分离口（31），所述多个第二分离口（31）被排列成列数与所述第一分离口（21）的个数相同的多个第二分离口列；在各所述第二分离口列中，所述第二分离口（31）从所述第一分离口（21）正下方的位置起沿垂直于所述入口（11）并且远离所述入口（11）的方向依次均匀地分布；在垂直于所述入口（11）的方向上，各所述第二分离口列中最靠近所述入口（11）的第二分离口（31）与所述第一分离口（21）上下正对并且在所述第二分离板（30）的俯视图中呈阶梯状排列布置；

各所述第二分离口（31）均与相应的收集部件连接。

2.根据权利要求1所述的测量装置（100），其特征在于，

在垂直于所述入口（11）的方向上，所述第一分离板（20）在所述第一分离口（21）的前后均形成有斜坡（22），所述斜坡（22）随着远离所述第一分离口（21）而逐渐降低。

3.根据权利要求1所述的测量装置（100），其特征在于，所述第二分离口（31）具有远离所述第一分离板（20）和所述第二分离板（30）延伸的收集部件安装部，所述收集部件与所述收集部件安装部套接。

4.根据权利要求2所述的测量装置（100），其特征在于，所述第二分离口（31）具有远离所述第一分离板（20）和所述第二分离板（30）延伸的收集部件安装部，所述收集部件与所述收集部件安装部套接。

5.根据权利要求1所述的测量装置（100），其特征在于，所述收集部件设有沙窗（41），所述沙窗（41）允许气流通过并且阻拦沙粒通过。

6.根据权利要求2所述的测量装置（100），其特征在于，所述收集部件设有沙窗（41），所述沙窗（41）允许气流通过并且阻拦沙粒通过。

7.根据权利要求3所述的测量装置（100），其特征在于，所述收集部件设有沙窗（41），所述沙窗（41）允许气流通过并且阻拦沙粒通过。

8.根据权利要求4所述的测量装置（100），其特征在于，所述收集部件设有沙窗（41），所述沙窗（41）允许气流通过并且阻拦沙粒通过。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的测量装置（100），其特征在于，所述入口（11）为矩形形状的槽。

10.根据权利要求1至8中的任一项所述的测量装置（100），其特征在于，所述分离腔（10）的底部敞口并且套接有盖，所述盖与所述分离腔（10）连接后形成所述底壁（13）。

11.根据权利要求9所述的测量装置（100），其特征在于，所述分离腔（10）的底部敞口并且套接有盖，所述盖与所述分离腔（10）连接后形成所述底壁（13）。

12.一种测量方法，其使用权利要求1至11中的任一项所述的测量装置（100）测量风沙跃移层沙粒的降落速度分布，其特征在于，该测量方法包括如下步骤：

A.布置所述测量装置（100），保证所述顶壁（12）与沙床表面平行；

B.保证风向沿着垂直于所述入口（11）并且平行于所述测量装置（100）的顶壁（12）的方向，并使所述入口（11）位于风向上游侧，将所述测量装置（100）置于风场中一定的时间；

C.对所述第一分离口（21）、所述第二分离口（31）以及相应的收集部件编号，将第一分离口（21）编号为i，其中，i=1,2,…,M，M是所述第一分离口（21）的总数，i数值越小表示该第一分离口（21）离所述入口（11）越近；将第二分离口（31）编号为ij，j=1,2,…,N，N是从第i个第一分离口（21）正下方的位置起沿远离所述入口（11）的方向依次均匀分布的第二分离口（31）的总数，j数值越小表示该第二分离口（31）离所述入口（11）越近；将与第ij个第二分离口（31）连接的收集部件编号为ij；

D.测量各收集部件中收集的沙粒的质量m_ij，并计算与该部分沙粒m_ij对应的初始速度，计算方法如下：

设所述入口（11）与各所述第一分离口（21）之间的垂向距离为H₁，各所述第一分离口（21）与各所述第二分离口（31）之间的垂向距离为H₂，所述入口（11）与第i个第一分离口（21）之间的沿垂直于所述入口（11）的方向的水平距离为L_i；第ij个第二分离口（31）与第i1个第二分离口（31）之间的沿垂直于所述入口（11）的方向的水平距离为L_j，则所述初始速度是

$\left\{\begin{array}{c}{v}_{0x}=\sqrt{\frac{g}{2}\frac{L_i{L_j}^2+{L_i}^2{L}_j}{L_i{H}_2-L_j{H}_1}}\\ v_{0z}=\sqrt{\frac{g}{2}}\frac{L_i{L}_j{H}_1+{L_j}^2{H}_1+H_1{L}_j-H_2{L}_i}{\sqrt{(L_i{H}_2-L_j{H}_1)(L_i{L_j}^2+{L_i}^2{L}_j)}}\end{array}\right.,$

其中，g是重力加速度，v_0x是水平初速度，v_0z是垂向初速度；

E.对具有不同初始速度的沙粒的质量汇总，从而得到风沙跃移层沙粒的降落速度分布。

Images