平直缓坡上破波带内污染物输移速度实验研究

破波带内是接受海陆交接处污染物最多的区域,掌握破波带内污染物输移规律尤为重要.为此,通过实验,研究了平直斜坡上破波带内污染物在沿岸方向与垂直岸线方向的输移规律.实验采用的入射波分为规则波和随机波,主要分析了这两种入射波情况下入射波高、周期对污染物沿岸方向输移速度的影响;垂直岸线方向输移速度Vdx与沿岸方向输移速度Vdy比值关系;污染物沿岸方向输移速度与时均沿岸流最大值的比值.污染物在破波带内输移速度通过追踪污染团浓度等值线的额点来获得.结果表明,规则波和不规则波情况,污染物沿岸方向输移速度随着入射波周期和波高的增大而增大,污染物基本都有向岸线方向输移的趋势;规则波情况下,|Vdx|/|Vdy|在0.04～0.11范围内,不规则波情况,则在0.11～0.29范围内.污染团向岸线方向输移速度不规则波情况比规则波情况时大;规则波情况下,污染物沿岸方向输移速度约为时均沿岸流最大值的36%～90%,而不规则波情况下,则为61%～75%.     

不规则波致沿岸流不稳定运动时空变化研究

基于Morlet小波与沿岸流不稳定运动流速时间历程形态相似的原则,采用Morlet复小波作为基小波,得到沿岸流不稳定运动流速时间历程的小波功率谱,以此分析了1∶100和1∶40平直斜坡不规则波条件下观测到的沿岸流不稳定运动时空变化特性,并分析了坡度对沿岸流不稳定运动时空变化的影响.通过分析各个波况下距岸线不同位置处小波谱能量分布的变化,得到沿岸流不稳定运动随时间、空间的变化特性,同时通过分析在坡度不同其它波况相近的情况下小波谱中能量分布的不同,得到坡度对沿岸流不稳定运动的影响.结果表明沿岸流不稳定运动随着时间的变化不会和低频波以及其它模式的低频成分有能量交换;随着距岸线距离的增大,沿岸流不稳定运动获得能量的时间提前,在时均沿岸流最大值附近获得能量最早;从地形影响角度看,地形坡度增大使得沿岸流不稳定运动在垂直岸线和沿岸方向的作用增大.该研究结果可以应用于沿岸流不稳定运动对近岸泥沙、污染物输移影响等的经验参数的标定.     

岸线变化对钦州湾污染物输移扩散的影响

【目的】分析岸线变化对钦州湾污染物输移扩散的影响,为钦州湾岸线开发、海洋环境保护提供科学依据。【方法】在2004-2012年岸线变化的基础上,利用MIKE21数学模型对钦州湾COD扩散进行模拟。【结果】低潮位时COD扩散面积大于高潮位时,小潮期间COD扩散面积大于大潮期间;岸线变化对钦州湾污染物输移扩散有一定影响,岸线变化后,金鼓江口COD扩散面积比岸线变化前稍大,三墩公路与犀牛脚之间COD浓度增量大于2mg/L的区域明显大于岸线变化前。【结论】合理开发利用岸线,对改善钦州湾污染物输运扩散,保护海洋环境具有十分重要的意义。     

缓坡平均沿岸流速度分布拟合研究

沿岸流对沿岸输沙和近岸物质输移扩散等有重要影响,研究沿岸流分布具有重要的现实意义。基于1:100坡度缓坡沿岸流实验结果,利用Matlab拟合工具箱,分别采用Rational和Gauss拟合曲线以及自定义的Allen拟合曲线对实验不同波高和不同周期作用下的平均沿岸流速度分布进行了拟合分析,结果表明:缓坡1:100平均沿岸流最大值近岸一侧呈下凹趋势,3种曲线均能较好地拟合平均沿岸流速度分布,不过与其他2个函数相比,Allen拟合曲线较为平滑且函数形式较为简单,能更好的应用于工程实际。     

朱家尖南沙海滩剖面变化特征与泥沙输运

在对朱家尖岛南沙海滩的沉积环境、动力条件、地形地貌进行调查与监测的基础上,利用不同的波能流公式对海岸的沿岸泥沙运动进行计算与分析。结果表明:该海滩沉积物以沙为主,物质来源主要是邻近的海岸基岩风化侵蚀产物;受海岸波浪、潮汐、潮流等动力条件和沉积环境综合作用的影响,海滩剖面地形的季节性变化明显:夏季侵蚀、冬季淤积;海滩东侧侵蚀、西部淤积的年际变化特点与沿岸输沙密切相关;沿岸输沙计算结果显示各岸段沿岸净输沙量平均值介于43.85×10³~172.77×10³ m³/a;自东向西的沿岸输沙主要由ESE、SE向的入射波所致,自南向北的沿岸输沙由S向入射波所致,在不考虑人类活动对海滩影响的情况下,沿岸输沙在海滩长期的演化过程中起到了关键作用。     

规则波致剪切波的时空变化

基于物理模型试验、小波变换理论及剪切不稳定理论等,研究入射波为规则波、地形为平直斜坡情况下的剪切波时空变化特性。通过对15个不同波况下的剪切波流速时间历程的小波谱进行分析,得出如下结论:入射波为规则波、地形为平直斜坡情况下可以观测到剪切波,但是时空变化不明显;剪切波产生后随时间的变化呈现连续性;剪切波在沿岸方向的能量谱中比在垂直岸线方向能量谱中占优势;地形坡度增加会使剪切波产生的区域减小;无论是1∶40坡还是1∶100坡,由剪切不稳定引起的剪切波频率都在约0.015 Hz左右变化。     

Nd1-xZnxFeO3纳米材料的甲烷气体气敏性研究

采用Sol-gel法制备出Nd_1-xZn_xFeO₃（x=0, 0.04, 0.08, 0.2）粉体. XRD图谱表明Nd_1-xZn_xFeO₃粉体为正交钙钛矿结构，产物为纳米级颗粒(16～17.5nm)，平均粒径随x的增大有所减小. 用Nd_1-xZn_xFeO₃纳米粉体制成气敏元件，测试了材料对甲烷气体的气敏特性. 测试结果表明Zn的适量掺入可提高对甲烷的灵敏度. 其中以Nd_0.92Zn_0.08FeO₃对甲烷的灵敏度最大，在最佳工作温度200℃下对4×10^-6mol/L的甲烷气体灵敏度最大值为3.87，对2×10^-5mol/L的甲烷气体中灵敏度最大值为16. Nd_0.92Zn_0.08FeO₃还表现出了极好的响应恢复时间特性，工作温度200℃时对2×10^-5mol/L的甲烷响应、恢复时间分别为25s和45s.     

有机污染土固化强度及电阻率特性

为揭示污染物含量及养护龄期对水泥固化有机物污染土的影响,以腐殖酸、风积沙及水泥模拟固化污染土,通过一系列室内试验,分析其无侧限抗压强度及电阻率的变化规律。研究发现：固化污染土电阻率及抗压强度随污染物含量增大而减小,随养护龄期增大而增大;电阻率与污染物含量及养护龄期分别呈良好的三次函数与对数函数关系;固化土抗压强度随电阻率增大而增大,呈现明显的相关关系,利用二次函数拟合,效果较好。可见固化污染土电阻率及无侧限抗压强度与腐殖酸含量的相关性,主要由于腐殖酸有较强吸水性,使得孔隙增加,以及有机物中主要官能团中H⁺与水泥水化反应产物碱性阳离子(Ca²⁺、Al³⁺)进行交换,产物包裹水泥颗粒,抑制水泥水化反应。     

重金属污染底泥固化体负载铁去除水中磷的研究

采用免烧结技术将重金属污染的底泥固化稳定化,在满足安全性的基础上,利用FeCl₃对固化体改性,研究改性固化体吸附去除水中磷的性能及机制。研究结果表明：经过免烧结固化之后,当水泥掺量质量分数为40%,养护龄期28 d,Cd,Cu与Pb稳定化率达到92.5%,91.8%,99.5%;Cd,Cu和Pb的浸出浓度分别为1.00×10^-4 ,1.18×10^-2和1.40×10^-4 g·L^-1;改性后底泥固化体的磷去除率由41.2%提升至98.7%,铁改性固化体较佳的铁含量配比为112.0 g·kg^-1（Fe/固化体）;在水体除磷应用中,当磷浓度为5.00×10^-3 g·L^-1,改性固化体投加比为10 g·L^-1、pH为6、在90 min时达到吸附平衡,吸附过程符合Freundlich模型,且与准二级动力学方程的拟合程度高。     

长江南京段Cl^—浓度的计算

1 问题的提出描述河流中污染物输移规律的二维对流-扩散方程为?式中c——t时刻存有的污染物质的浓度[ML~(-3)];x,y——河流纵向、横向距离[L];u,v——河流顺河向(x向)及横向(y向)流速[LT~(-1)];E_x,E_y——x,y方向上的湍流扩散系数[L~2T~(-1)];K——降解系数[T~(-1)];Q——源或汇[ML~(-3)T~(-1)].     

沿岸流的模型实验和数值模拟研究(英文)

研究了两个缓坡海岸（坡度为1：100和1：40）上沿岸流、波高及波浪增减水的模型实验方法和数值模拟方法,给出了沿岸流速度、波高和波浪增减水沿海岸剖面的分布,并且对沿岸流的实验模型方法进行了讨论。给出了沿岸流的数值模拟方法和结果,与实验结果进行了比较。     

YKR型振动筛筛体运动及物料透筛概率分析

利用Simulink仿真模块建立振动筛的仿真模型,得到其筛体质心及入料端、排料端的运动轨迹,然后根据筛体不同位置处垂直方向的振幅得到物料颗粒在筛面的跳动次数,最后由颗粒的透筛概率及其在筛面上的跳动次数计算不同粒级物料在入料端、质心和排料端的透筛概率。结果表明,筛体各处不同的运动轨迹使物料在筛面上运动时,从入料端到排料端,垂直方向的速度增大,水平方向的速度减小;排料端的物料透筛概率比入料端的物料透筛概率高,质心处相对粒度为0.3~0.5的物料透筛概率最高;物料运动轨迹及透筛概率的不同使得筛分过程中沿筛长方向不同位置处可得到不同粒度级的筛分产品。     

沿岸流不稳定运动对时均沿岸流影响

通过物理模型实验以及数值方法研究了沿岸流不稳定运动对时均沿岸流的影响.首先简要介绍了沿岸流不稳定运动测量实验并给出了测量结果;然后建立了考虑沿岸流不稳定运动的数学模型,该模型中引入了沿岸流不稳定运动引起的辐射应力项,为了使数值分析与实际情况相吻合,该模型中考虑沿岸流不稳定运动引起的辐射应力由实验中观测到的结果求得.利用求得的应力项,粗略分析了沿岸流不稳定运动引起的侧混系数的范围,结果表明该范围为0～0.04.利用该模型数值分析了沿岸流不稳定运动对时均沿岸流的影响,结果表明其影响很小.     

燃气泄漏过程及爆炸对建筑构件损毁的数值模拟研究

近年来,由燃气泄漏引起的爆炸事故逐渐成为人们关注的重点。为探究燃气泄漏规律以及其爆炸对建筑物损毁效应,采用计算流体动力学分别模拟了燃气在密闭空间和开放空间的泄漏扩散,同时运用Autodyn软件的Remap技术模拟了密闭空间的三种墙壁在燃气爆炸作用下的损毁过程,研究了墙壁水平和竖直方向的压力、速度以及位移变化规律。结果表明:燃气在密闭空间的扩散速度小于在开放空间的扩散速度;两种空间的燃气泄漏口处观察点在0～15 s时的质量分数变化趋势一致,15 s后密闭空间的质量分数继续增加,而开放空间的质量分数基本保持不变;砖墙、钢筋混凝土墙和混凝土墙的位移时程曲线皆表现为线性变化;三种墙壁的压力峰值、速度峰值以及位移峰值随距离增大多表现为指数衰减趋势;相同距离下,砖墙的压力峰值、速度峰值和位移峰值在水平、竖直方向的差值大于其余两种墙壁的差值。     

高温气流平面射流扩散过程分析

在工业生产中经常会出现高温烟尘气的排放与扩散现象,研究高温烟尘气的射流扩散过程对于烟尘治理和集尘通风系统设计有重要意义。通过数值模型分析与试验分析结合的方法,对高温气流扩散过程进行分析与研究。结果表明：在高温气流水平浮力射流扩散过程中,射流温度显著改变了射流扩散轨迹和速度分布,随着气流温度的升高,气流密度降低,使射流在水平方向速度衰减加速,而低密度气流的热浮力效应增强,在垂直方向速度值增加加剧,形成了更靠近射流壁面的上浮扩散轨迹;在高温气流射流扩散分析中,在理想气体的浮力模型中添加了密度随温度的变化,因此它比布辛涅斯克近似的浮力模型获得的射流轴线速度与射流扩散轨迹结果更准确,可知改模型适合分析高温气体的浮力扩散特征;两种模型获得的射流速度分布的结果误差相反,使两种模型能够适用于不同类型的工程需求     

计时电量法测定4,5-二氮芴-9-酮的扩散系数和反应速率常数

运用循环伏安法测定4,5-二氮芴-9-酮（DAFO）在DMF溶液中不同扫描速率时的循环伏安图,出现2对峰形良好的氧化还原峰;采用计时电量法通过控制阶跃电位,测得不同温度下DAFO在DMF溶液中的扩散系数和反应速率常数,293K时扩散系数为5.39×10-6cm2·s-1;当选择阶跃电位使电极过程处于扩散和电化学混合控制时,测得不同电位的反应速率常数k_f. 根据不同温度下的标准速率常数k₀,得到表观活化能E_a为10.5kJ·mol-1.      

涡轮桨搅拌槽内流场的数字PIV测量

为研究机械搅拌槽内的流场特性,用数字粒子图像测速仪对桨叶直径与搅拌槽直径比约为0.5的涡轮桨搅拌槽内流场进行了测量。实验发现测量值随时间的随机脉动非常剧烈,为准确获取时均速度场,确立了多采样点平均的实验方法并进而找出了最佳采样点数。在获取的时均速度场的基础上计算了流量准数、涡量和湍动能的分布,考察了转速和测量面位置对流场的影响。结果表明:湍动能分布不均匀,在叶轮区较高,而在主体区较小;由于自由液面的作用,湍动能在高度方向上呈非对称性分布,并且这种非对称性随转速的变化而变化。     

封闭方腔自然对流的涡结构和传热特性

为研究封闭方腔自然对流的涡结构和传热特性,对普朗特数,Pr=0.71,方腔高长比A=H/L=1,瑞利数Ra=1.58×109的二维封闭方腔自然对流进行了直接数值模拟. 给出了水平边界层发展阶段和垂直边界层转捩阶段的流场结构以及Nu数分布. 结果表明,压力梯度对方腔的水平速度变化起着决定性的作用;高Ra数下的自然对流在逆压梯度作用下水平方向形成一系列的涡,这些涡使得水平边界层流动形成分层结构;壁面Nu数与速度梯度?v/?y有着密不可分的关系.      

电力输电杆塔用Q235钢聚硅氧烷复合涂层的大气腐蚀行为

采用喷涂法在Q235钢表面涂覆聚硅氧烷复合涂层,在重工业污染区、人口密集区、一般工业区、乡村定居区4个220kV变电站大气环境中自然暴露15个月,采用伏安法、交流阻抗法等研究其腐蚀行为。结果表明,重工业污染区变电站的腐蚀电流密度从3.849 5×10~(-12) A/cm~2增加到15个月的2.257 2×10~(-10) A/cm~2;而人口密集区变电站的腐蚀电流密度值先从1.640 1×10~(-10) A/cm~2降低到6个月的5.736 5×10~(-11) A/cm~2,后增加到15个月的3.929 9×10~(-10) A/cm~2。结合自腐蚀电位和涂层阻抗,聚硅氧烷复合涂层在不同环境中耐蚀性顺序为:人口密集区乡村定居区一般工业区重工业污染区。