仿生机器鱼自主游动的数值计算方法与机理

基于计算流体力学(CFD)方法建立了鱼体-流体耦合的三自由度(3-DoF)自主游动计算模型,对仿生金枪鱼模型从静止开始到稳定巡游的过程进行了模拟.计算结果表明:在巡游阶段前进速度的周期平均值非零,而侧向速度和艏摇角速度的周期平均值为零.鱼体前部始终产生阻力,鱼体后部在巡游阶段能够产生少量的推力,而尾鳍始终产生较大的推力.鱼体表面压力分布表明在尾鳍前缘的左右两侧,周期性地交替出现高压和低压区是尾鳍产生较大推力的原因.在加速阶段尾鳍的脱落涡强度大,一个周期脱落的两个涡相互挤压在一起;在巡游阶段鱼体产生的涡和尾鳍产生的涡融合在一起脱落到尾流中,形成反卡门涡街,使得尾鳍有效地吸收鱼体产生的涡中的能量,减少功率消耗.     

玉米芯基生物炭的制备及其吸附性能

采用农业废弃物玉米芯作为原材料,通过生物碳化(HTC)的方法在不同温度下制备低成本、高性能吸附剂用生物炭.该生物炭具有介孔结构,表面含有丰富的含氧官能团,如—OH,C==O,C—O等,其种类及密度受水热温度的影响.以亚甲基蓝(MB)作为模型吸附剂,进一步研究了生物炭的吸附性能.吸附动力学研究表明符合拟二级动力学模型吸附行为,且225 ℃水热条件下得到的生物炭具有最大吸附量(41.37 mg/g)和最高吸附速率.等温吸附平衡数据与Langmuir等温模型吻合较好,表明生物炭对MB的吸附是单层吸附;生物炭表面含氧官能团与MB分子相互作用有助于吸附过程.     

饶阳凹陷蠡县斜坡“油藏单元”划分及其地质意义

蠡县斜坡位于饶阳凹陷的西部,勘探形势严峻,构造油藏增产上储难度增大。同时,早期发现的单一圈闭内的单一油藏内部由于储层非均质性,并没有统一的油水界面,经典的石油地质理论受到了挑战。在此背景下,以蠡县斜坡高30断块ES_2上为例,通过对单一油藏内部油水系统进一步精细刻画,提出油藏单元概念及划分方法,重新厘定该地区的油水分布。通过油藏单元的划分和油水分布的精细刻画,使得蠡县斜坡的油藏面积进一步扩大,油气储量从2004年的1 965×10~4 t增加到2016年的8 514×10~4 t,表明油藏单元的划分对于油气田后期的勘探开发具有重要的意义。     

致密气藏中防水锁剂的筛选方法及其微观机理

致密气藏物性差，只有通过水力压裂才能获得工业产能。在压裂过程中，水相压裂液侵入储层后会产生水锁现象，对储层造成伤害，严重影响致密气藏的产量。在压裂液中添加防水锁剂可以有效降低水锁带来的伤害。为了揭示防水锁剂降低水锁提高产量的机理,本文以DME稀释微乳液为例，首先通过表面张力实验，测试了DME稀释微乳液的表面张力随浓度的变化关系，并得到最佳的添加浓度；然后通过接触角实验评价了DME稀释微乳液的改变润湿性作用；之后结合自发渗吸和渗透率恢复率实验证明了DME稀释微乳液的降水锁功能；同时借助核磁共振研究了渗吸过程中水相进入不同大小孔喉的顺序以及渗吸采收率。本文还建立了一种有效评价防水锁剂的方法，为现场施工筛选此类添加剂提供了指导。     

丹江口水库上下游古菌优势菌群落结构特征分析

采用16S rRNA Illumina Miseq高通量测序技术, 分析丹江口水库库区及汉江下游古菌物种组成, 并对大坝上、下游水体与沉积物中占优势的氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea, AOA)和产甲烷古菌(Methanogenic archaea)群落结构进行分析。结果表明, 优势种群落结构组成受到水体与沉积物样本差异的影响, 可由氨氧化古菌的好氧特性与产甲烷古菌的厌氧特性合理地解释。网络图分析表明, 丹江口水库上游氨氧化古菌与产甲烷古菌具有显著的相关关系。受丹江口水库运行的影响, 大坝下游水体及沉积物中氨氧化古菌丰度皆比大坝上游少, 而沉积物中产甲烷古菌丰度较高, 二者间相关性不明显。     

波动方程正演模拟边界条件的比较分析

通过数值模拟研究了透明边界、Clayton-Engquist边界和完全匹配层边界的吸收效果,得出如下结论:在反射角和频率相同的情况下,完全匹配层边界条件效果最好,ClaytonEngquist边界效果次之,而透明边界条件的效果最差。以边界条件对100 Hz模型边界垂直反射的吸收效果来衡量,完全匹配层边界条件与Clayton-Engquist边界条件的效果分别是透明边界条件的16.5倍和3.5倍。在40 Hz的低频范围内,或者在反射角65°的情况下,Clayton-Engquist边界相对透明边界的吸收效果相对优势显著变弱。而完全匹配层边界的吸收效果则在150Hz频率范围内和75°反射角范围内始终保持稳定的相对优势。     

仿生机器鱼快速启动的水动力性能数值模拟

基于计算流体力学(CFD)方法,建立了鱼体-流体耦合的三自由度(3-DoF)自由游动的计算模型,对仿生金枪鱼模型的C-型快速启动进行了模拟.鱼体由静止开始,经过C-型快速启动之后,进入滑行阶段.对整个过程中鱼体的游动性能、水动力性能、流场速度矢量分布和三维涡结构进行分析.结果表明:在阶段1,鱼体后部快速地弯曲成C-型,首摇角速度ωz快速向负向(顺时针方向)增加至峰值之后缓慢减小,导致鱼体快速转向;在阶段2,鱼体后部快速地弹出C-型,首摇角速度ωz快速向正向(逆时针方向)增加至峰值之后迅速减小,同时纵向速度(Ux)快速向前进方向增加至幅值之后保持不变;在滑行阶段,鱼体以C-型启动获得的Ux向前滑行;在整个C-型启动阶段共有两个涡环产生,每个涡环产生一个射流,在阶段1产生的射流使得鱼体快速转向,在阶段2产生的射流使得鱼体快速向前滑行.     

基于限制因素分区的耕地质量保育与提升探讨——以湖北鹤峰县为例

以湖北省恩施州鹤峰县为研究区，以地类图斑为研究尺度，从立地条件等方面入手构建耕地质量等级评价指标体系.运用障碍度模型和局部自相关方法，揭示研究区耕地质量现状和空间分布特征，识别鹤峰县耕地质量提升主导限制因素，划分限制因素类型区，最后综合之前分析成果进行耕地质量提升分区，探讨不同分区下耕地质量的提升措施.结果表明：1) 鹤峰县整体耕地以中等级耕地为主，耕地质量空间分布呈现北部、西南部高和西北、东南低的格局；2) 存在主导限制因素为灌溉能力、有效磷2类的共7种“主导限制因素－次要限制因素”类型分区；3) 将现有耕地分为耕地核心保护区、适度改良区和重点整治区3个一级类和8个二级类，针对各分区特点重点实施蓄水保土和养分提升等措施.研究成果可为鹤峰县乃至鄂西南山区耕地质量提升和耕地保护整治提供方法借鉴.     

考虑公平关切的双渠道供应链垂直合作广告模型

针对制造商在分担线下零售商促销广告成本的同时还考虑参与网络零售平台合作广告计划的现实背景，运用Stackelberg博弈模型研究了双渠道供应链中的垂直合作广告问题。以单边垂直合作广告模型为基准，分别研究了双边垂直合作广告模型和考虑线下零售商公平关切的双渠道供应链合作广告模型。研究发现：网络零售平台的成本分担并不总是促进制造商全国性广告投入水平和整体利润的提升，当网络零售平台的分担比例较大时，制造商参与网络零售平台合作广告计划也有利于线下零售商利润的提升；线下零售商的公平关切行为特征会提升其促销广告的投入水平，但并不总能提升其感知公平效用；当制造商线下渠道的边际利润较大时，线下零售商过高程度的公平关切反而有利于制造商利润的提升。