平面二维水质模型浓度场可视化研究

以平面二维水质模型为基础，研究了二维水质模型浓度场的实现模式．技术特点在于：利用非规则网格描述复杂地形边界，采用有限元法离散求解模型方程，引入二次网格分割技术生成等值线等．以此为基础，自主开发了平面二维可视化水环境模拟软件，实现了浓度场的可视化动态演示，直观地展现了浓度场的变化过程，从而使决策者和研究人员易于从庞杂的数据中，整体把握污染物的迁移转化过程．     

化工计算传质学的一个改进模型

计算传质学模型由浓度输运方程及其封闭方程和相应的计算流体力学模型组成。使用这一模型可同时计算出湍流传质扩散系数、三维浓度场和速度场分布。但刘伯潭提出的传质封闭方程c^2^--εc模式，形式复杂而且其模型常数均直接借鉴于传热研究；此外，由于计算流体力学模型对最终浓度场的预测结果有着重要的影响，所以有对其进一步改进的必要。文中对传质封闭方程进行了简化并重新确定了模型常数，而且对计算流体力学模型进行了改进使其预测结果与文献中的实验值符合得更好。通过与文献中的湍流传质扩散系数及浓度值的比较，证明了这一简化的可行性。     

介质波导中的模式及介质不均匀区的模式耦合判别

在介质波导中，不同的结构和介质分布支持不同的模式，当均匀波导出现介质不 均匀区时，原波导中的模式间可能会发生耦合。本文从麦克斯韦方程出发，导出所选 坐标下纵向场分量的耦合方程．通过对耦合项的讨论，对介质波导中可能存在的模式 以及介质不均匀区中模式间的耦合给出方便、准确的一般性的判别方法．     

无网格九点差分法在求解海洋污染中的应用

针对污染物浓度方程提出了一种计算速度较快、精度较高的计算格式一无网格九点差分格式．无网格法以其数据结构简单、计算精度高、网格前处理工作简单，已日益成为数值计算的一种重要的形式．在对无网格九点差分法进行阐述的基础上，对二维污染物浓度方程和实际潮流浓度场进行了数值模拟，数值结果表明，该格式较传统的数值计算格式精度高，并具有计算速度快、编程简单、易于拟合不规则边界等优点．     

用相场方法模拟纯物质在过冷状态下的二维枝晶生长

通过相场理论建立了纯物质镍在过冷溶液中枝晶生长的相场模型．把相场方程和温度场方程进行耦合，建立了相对应的相场模型．该模型以熵增加函数为基础，通过熵增加函数推导出热力学一致性的相场控制方程．利用上述的模型和方法在计算机上编制二维组织凝固模拟程序得出结论：网格精度影响模拟过程的精确度；各向异性强度影响枝晶尖端生长速度。     

铜闪速炉数值仿真

利用欧拉法求解气相方程,利用拉格朗日法求解颗粒相方程,并用PSIC法耦合气固两相方程．通过仿真得到反应塔内部的流场、温度场、浓度场、燃烧释热场以及颗粒的轨迹与温度．可视化结果表明闪速炉内部流场存在2个大涡;闪速炉内部温度除喷嘴下部外,基本分布均匀;反应塔中含硫铜精矿在反应塔上部2m处就基本反应完全,在距离精矿喷嘴不到5m处,所有颗粒达到峰值温度;反应塔内部温度场、浓度场、流场以及颗粒的轨迹表明反应塔内部的各种场并非轴对称,不能将反应塔简化为二维轴对称来处理;仿真结果和现场试验结果相符,温度校验点的相对误差小于2%．     

剧烈燃烧型污染事故大气扩散规律的研究

通过黄磷剧烈燃烧事故对土壤污染规律的研究,分析剧烈燃烧型污染事故大气污染物浓度分布趋势,选择复杂地形上三维平流扩散方程数值模式进行计算,并绘制出水平流场和垂直剖面流场以及地面浓度分布图     

二阶有限元浅水模式的伴随变分资料同化

应用二阶有限元浅水方程的伴随模式作资料同化场的数值试验,并利用极小化方法对具有随机扰动的初始场进行优化处理．通过该极小化算法,使所定义的目标函数达到最小,从而得到最优的气象要素初始场．数值试验结果表明：二阶有限元模式的变分资料同化对具有随机扰动的初始场的处理是很有效的．     

基于三角形网格的潮汐水域水流水质的一种计算模式

基于无结构的三角形网格布置,以适应潮汐水域极不规则天然岸边界,在此基础上以三角形网格离散基本方程,建立了交替方向隐式的有限差分计算式,将其应用于长江南通河段的潮流场与浓度场模拟计算,验证表明实验测与计算值与对比令人满意,可以作为潮汐水域潮流场及浓度场预测的一种模式。     

由溅射法制备的银超微粒的俘获凝聚过程

在线度空间内，从唯象度度，且在线性近似条件下，建立了超微粒密度的线度分布函数所满足的场方程．进而对溅射具体情况分析了场方程的具体解．最后，利用所求得的具体解模拟了实测的溅射俘获凝聚过程．     

无相间物质传递化学驱浓度方程算子分裂隐式解法

为了改进化学驱数学模型 U TCHEM显式求解浓度方程计算速度慢、计算结果精度低的缺点 ,研究了隐式求解组份浓度方程的方法。根据具有无相间物质传递关系的化学驱油藏流体渗流过程满足的相行为 ,推导出了化学驱数学模型 UTCHEM物质守恒方程的等价形式 :饱和度方程和组份浓度方程。利用算子分裂技术将组份浓度方程分裂为扩散方程和对流方程 ,隐式交替求解对流方程和扩散方程得到组份浓度方程的隐式解。扩散方程采用隐式局部一维格式差分离散 ,利用追赶法求解 ;对流方程选用了隐式迎风格式差分 ,并且结合油藏模拟问题的流场是有势场的特点 ,实现了对流方程隐式差分显式求解。所建立的隐式求解浓度方程的方法提高了计算精度 ,可以加大计算时间步长 ,加快计算速度。     

确定倾斜烟云最大地面浓度距离的图解法

本文从大气扩散倾斜烟云模型出发,经过数学推导,得出确定孤立连续点源污染物柱子云团最大地面浓度距离X_m的数学模型,并确定出X_m最大取值范围为(0,(uH_(?))/(V_(?))),文中还结合实例阐明了确定X_m的图解法。     

明渠水流泥沙含量垂线分布规律的研究

在分析泥沙颗粒含量分布特性的基础上,指出扩散理论能较好地描述主流区的泥沙含量分布规律,但在近底流区由于泥沙碰撞切应力的存在,使得扩散理论不能解释此区域的泥沙含量分布规律.进而在引入颗粒碰撞扩散的基础上,对泥沙颗粒扩散理论进行修正,从而在理论上得到了挟沙水流泥沙含量分布规律的公式.与实测资料对比表明,该公式能更好地描述包含主流区与近底流区在内的泥沙含量分布规律.     

Numerical Simulation Model of Laminar Hydrogen/Air Diffusion Flame

IntroductionDiffusion flames have been widely applied inindustrial processing systems,such as large- scaleglass- melting furnaces and hazardous wasteincinerations[1] .A numerical model is veryimportant for understanding the complexinteractions between the flow and the chemicalreactions. The laminar hydrogen/air diffusionflame is chosen.Hydrogen/air flame is easier toset up under the laboratory conditions,hence thenumerical model can be verified easily by oneexperiment.Furthermore,hydrogen/air…     

兰州城区街道峡谷内流场及机动车排放污染物扩散规律研究

利用数值模拟方法对兰州城区街道峡谷内流场及机动车排放污染物扩散特征与街道峡谷风场、几何结构及两侧建筑物对称性这间的复杂关系进行了数值实验。结果表明：在街道峡谷特殊地形和当地气象条件共同作用影响之下，峡谷内会形成一个完整的涡旋流场，其强度随着街道两侧建筑物屋顶来流强度的增大而增大，机动车排放污染物浓度的高层建筑物背风面及街道地面产生堆积，形成高浓度区，随着建筑物屋顶来流风速的增大，涡旋强度增大，湍流混合加强，大气扩散速率增大，峡谷内污染物浓度相对减小。     

Growth kinetics of cubic carbide free layers in graded cemented carbides

In order to reveal the formation mechanism of cubic carbide free layers (CCFL), graded cemented carbides with CCFL in the surface zone were fabricated by a one-step sintering procedure in vacuum, and the analysis on microstructure and element distribution were performed by scanning electron microscopy (SEM) and electron probe micro-analyzer (EPMA), respectively. A new physical model and kinetic equation were established based on experimental results. Being different from previous models, this model suggests that nitrogen diffusion outward is only considered as an induction factor, and the diffusion of titanium through liquid phase plays a dominative role. The driving force of diffusion is expressed as the differential value between nitrogen partial pressure and nitrogen equilibrium pressure essentially. Simulation results by the kinetic equation are in good agreement with experimental values, and the effect of process parameters on the growth kinetics of CCFL can also be explained reasonably by the current model.     

核电站液态排放中放射性核素从海水转移到海洋生物的数值模拟

采用潮流污染扩散的数值模拟,得到了大鹏澳和西大亚湾部分海域的流场、浓度场分布。在此基础上,建立了放射性核素在罗非鱼体内转移的数学模型,并根据Fick定律以及物质守恒的原理建立了相应的微分方程组,对罗非鱼从摄取放射性核素110mAg,直到排泄该核素的整个过程进行数值模拟。模拟结果与有关实验基本一致,说明本模型的建立以及参数的选取是可靠的。这为预测核电站废水排放中放射性核素对海洋生物的影响提供了科学依据。     

聚甲基丙烯酸甲酯大单体与苯乙烯共聚合动力学研究

合成了端基为甲基丙烯酸酯的四种不同分子量的聚甲基丙烯酸甲酯大单体(M_1),分别与苯乙烯(M_2)共聚,用GPC方法和称重法测定共聚数据,以Kelen—Tüd■s方法进行处理。结果表明,此体系不符合Mayo-Lewis方程。而共聚机理分析说明式r′_2=ln([M_2]_0/[M_2])/In([M_1]_0/[M_0])仍可描述此体系。由此式计算了r′_2,值。r′_2随大单体分子量、大单体初始浓度及反应温度等反应条件而变化(r′_2=0.79-1.3)。在大单体共聚反应中,存在着较大的扩散控制因素,扩散过程减慢将使r′_2增大。     

混凝土中氯离子三维扩散模型及参数拟合

提出了基于ANSYS有限元分析和试验实测数据拟合的混凝土中氯离子三维非稳态扩散模型.该模型可以模拟混凝土与海水接触表面氯离子随时间变化的累积效应、氯离子扩散系数随时间和氯离子浓度的变化,以及氯离子反应率对扩散的影响.根据非稳态扩散方程与导热方程的相似性,用ANSYS有限元软件参数化设计语言编程方法,实现了数值模拟分析;利用ANSYS的优化设计功能,以有限元数值计算结果与实测数据的误差平方和最小为优化目标,拟合氯离子扩散试验的实测数据,得到数值模拟所需的模型参数.计算表明:模型能比较好地拟合长期海洋环境暴露试验的实测数据,为海洋环境中使用的混凝土结构的耐久性设计提供参考依据.     

基于有限差分的化学剂平面运移规律数值模拟

在化学驱中,各种化学剂在地层中的浓度对于驱油是极为关键的,理想的情况是合理设计化学剂注入参数（注 入浓度、注入量和注入速度）,使得地层各处化学剂的浓度接近实验室设计的最佳浓度,从而驱油效率最高。化学剂在 地层中除正常的对流外,还会发生扩散和吸咐,而平面渗流中,各处渗流速度的不同,使得化学剂在平面的浓度分布比 一维情况复杂得多。依据有限差分法和雅可比迭代方法,根据达西渗流定律确定平面渗流速度场和压力场分布,再根 据已求得的速度场结合化学剂运移的对流弥散方程,求解得到了化学剂的浓度场。数值模拟结果给出了不同时刻化 学剂在地层中的浓度分布,并针对不同的运移滞后系数、弥散系数和化学剂注入量,分析了这些参数对于化学剂分布 的影响。