克隆植物分株在异质环境中的分布

将动物的理想自由分布理论与克隆植物相结合,在理论上研究其个体在斑块间的分布模式.在理想自由分布的框架中,忽略间隔子的形态可塑性后,克隆植物分株的分布应该遵循投入匹配法则.当植物个体的竞争能力不同时,竞争权重的分布也不同,但是符合条件的分株数组合有无数组.同时没有出现不同类型的个体单独分布,总是表现为混合对策.研究表明分析动物分布模式的理想自由分布理论可以应用于克隆植物的分株分布.     

历史因素对克隆植物在异质环境中分布的影响

在异质环境中将动物的理想自由分布理论(IFD)与克隆植物分株分布相结合,不仅考虑基株竞争能力的差异,还考虑分株进入斑块后本身不能自由移动的特点,运用迭代的方法,计算分株最终的分布结果.结果表明:历史因素使分株的分布依赖于斑块中的初始分株数,所以低匹配和过匹配都会出现.斑块质量越相似,分株偏离IFD越明显.竞争能力强的基株分株分布偏离IFD的程度较小,分株总数的分布比竞争权重的分布更接近IFD.     

剪切波沿钢筋纵向入射时钢筋与混凝土间黏结力拟静力解析解

为研究钢筋与混凝土之间黏结应力分布以及黏结应力和滑移量之间关系的理论,基于拟静力假定,从剪切波沿钢筋纵向入射时钢筋混凝土的弹性响应入手,运用线性本构滑移模型及弹性复势方法获得钢筋与混凝土界面滑移量与黏结力的封闭形式解答,并通过算例分析钢筋直径、混凝士动剪切模量、混凝土保护层厚度、箍筋直径及间距对滑移量及黏结力的影响规律.研究结果表明:当选用的钢筋直径越小时,钢筋与混凝土间黏结力越大而滑移越小;当钢筋直径越大时,则恰好相反;当动剪切模量越大时,钢筋与混凝土间黏结力及滑移量都越大,动剪切模量越小,则钢筋与混凝土间黏结力及滑移量越小;当混凝土保护层越厚时,钢筋与混凝土间黏结力越大;当混凝土保护层越薄时,则反之,而滑移量却没有明显变化;箍筋间距对黏结力及滑移量的影响很微弱;箍筋直径越大,黏结力越大,箍筋直径越小,则钢筋与混凝土间黏结力及滑移量越小,而滑移量没有明显变化.所得结果与试验结果相吻合,该封闭形式解答可为钢筋混凝土结构设计提供理论依据.     

层合玻璃热应力的数值模拟

用三维有限元程序LS-DYNA对由两种透明材料组成的层合玻璃在均匀变温下的热应力进行了数值模拟,得到了层间剪应力的分布,并分析了材料和胶层厚度对层间剪应力的影响:当材料相同时,胶层厚度越大层间剪应力越小;当胶层厚度相同时,材料热膨胀系数相差越大层间剪应力越大。     

桂林喀斯特生境红背山麻杆克隆繁殖特征

通过研究桂林喀斯特生境砍伐干扰克隆繁殖(FICP, felling interferes clonal production)和无干扰克隆繁殖(NICP, non-interfering clonal production)2种类型的红背山麻杆Alchornea trewioides繁殖群落,利用多元统计方法分析红背山麻杆前后端水平侧根直径、分株数和地径,探讨红背山麻杆对适应喀斯特生境所表现出来的克隆繁殖特征,旨在为喀斯特石山地区的植被恢复建设提供理论依据。结果表明:1)红背山麻杆根分枝强度较弱,方向性较强,分株不密集,表现为"游击型"克隆植物。2)砍伐干扰对红背山麻杆的克隆繁殖具有促进作用。3)砍伐干扰克隆繁殖的克隆分株存活率比无干扰克隆繁殖的低,风险分摊现象比无干扰明显。4)红背山麻杆前后端水平侧根具有不对称性:在克隆分株地径小于0.2 cm时,后端水平侧根小于前端水平侧根越过临界点0.2 cm后,后端水平侧根大于前端水平侧根。     

木本克隆植物中国沙棘种群林缘扩散规律研究

通过对中国沙棘林缘扩散过程和规律进行分析,揭示了中国沙棘的克隆生长过程.结果显示:中国沙棘以年龄最大的分株为中心向两侧实施克隆扩散,形成中间分株大、密度小以及越向两侧分株越小、密度越大的双向“阶梯式”种群外貌.然而,种群向两侧的扩散并不对称,其原因在于扩散过程受到土壤水分状况的影响.向土壤水分条件较好的一侧,林缘扩散种群以分株较大、密度较高为特征,克隆生长格局倾向于“聚集型”;向土壤水分较差的一侧,林缘扩散种群以分株较小、密度较低为特征,克隆生长格局倾向于“游击型”.由此表明在不同的土壤水分状况下,中国沙棘通过克隆生长调节形成与之相适应的克隆生长格局,即觅养对策.     

巴山木竹无性系种群的分布格局

在巴山木竹(Arundinaria fargesii E.G.Camus)混交林中采用邻接格子样方法、样线株间距法取样,研究了巴山木竹无性系种群分布格局,并用克隆生长系数的变化揭示了无性系种群的克隆生长型动态。结果表明,巴山木竹无性系种群的分布格局在各年龄范围均是集群分布,格局规模即斑块大小均为92.16 m2,格局强度(RDD)达到3.89;说明巴山木竹无性系种群聚块(密距段)分株数是间隙(疏距段)分株数的3.89 倍。格局纹理为38.17 cm,即从一个聚块(密距段)到另一个聚块(密距段)的聚块平均间距是38.17 cm。巴山木竹无性系种群的克隆生长型中以合轴型分株占主导地位。从巴山木竹种群各年龄范围均保持强集群分布格局并有随时间进程逐渐加强的趋势来看,该种群可能受到了较大的环境压力。     

考虑软黏土率效应和强度软化的圆柱扩孔理想弹塑性解析解

基于扩孔理论基本框架,建立一种同时考虑率效应和强度软化的扩孔弹塑性解析解。通过将本文的退化解与Shuttle提出的理想弹塑性扩孔解对比分析,验证本文所提解析解的合理性,开展关于刚度系数G/su0、应变率系数μ以及强度软化系数ξ95和δrem的影响因素分析。研究结果表明:刚度系数G/su0越大,土体抗剪强度越高,孔壁应力越大;当扩孔半径超过2.5倍初始半径后,孔壁应力将会出现软化现象,且应变率系数μ越大,软化现象越明显,塑性区范围越小;强度软化系数ξ95和δrem越大,强度软化现象越明显。     

非均质各向异性对地层渗流及油井产能的影响

非均质和各向异性对油藏内渗流及油井产能有明显影响。假设各向异性地层被间断面分隔成具有不同渗透率的非均质区域,利用坐标变换和镜像原理得到非均质各向异性地层渗流流动的解析解,给出了渗流特征和油藏工程分析。通过分析得出：一般情况下各向异性地层中的井点与其镜像井相对于间断面呈非对称分布,等压线在各区域内部呈椭圆形分布,但在间断面附近呈不规则分布。当相邻区域渗透率小于井所在区域渗透率时,各向异性强度越大,间断面与渗透率最大主方向夹角越大,则井控制面积越小,产量越小;反之亦然。当间断面与渗透率最大主方向夹角较大时,应适当加大井位到间断面的距离,以便增加单井的控制面积和产量;当间断面与渗透率最大主方向夹角较小时,应适当缩小井位到间断面的距离,以便提高间断面附近地质储量动用程度和最终采收率。     

考虑螺距时有限长超导螺线管电流磁场的分布

应用数值模拟方法 ,分析了疏松型超导螺线管电流轴线外的磁场与螺距、长宽比、管内位置的变化关系 .计算结果表明 ,当螺距较大时 ,其磁场分布与密绕螺线管电流的磁场 (均匀磁场 )分布相差很大 ,磁场在空间各个方向都有分量 ,螺距越大 ,长宽比越小 ,垂直于轴线方向的磁场分量越大 ;但当螺距较小 ,长宽比较大或距螺线管中心较近处 ,磁场几乎与密绕螺线管电流产生的磁场相当 ,可用密绕螺线管电流轴线上磁场的简单公式来近似     

横观各向同性圆形基坑抽水-水位恢复试验数值分析

为模拟井点抽水引起的圆形基坑内外水头变化以及地面变形,考虑水力特性和力学特性的横观各向同性及地下结构物的影响,建立了轴对称柱坐标系下的饱和-非饱和土固结模型.基于该模型,模拟两组圆形基坑抽水-水位恢复试验,分别研究弹性模量和初始饱和渗透系数的横观各向同性对水头和土体位移的影响.结果表明,当弹性模量越大时,水头越易改变,土体位移越小;当初始饱和渗透系数越大时,水头变化量和土体位移越小.     

基于软岩流变特性的“围岩-锚杆”系统稳定性模拟研究

针对新河煤矿-760 m软岩巷道变形大且持久的特点,采用三维数值模拟方法,分析了软岩巷道的流变特性对“围岩-锚杆”系统的影响,研究了流变软岩巷道围岩位移以及锚杆受力的发展变化特征.研究结果表明：锚杆轴应力与剪应力符合中性点理论,并且岩体弹性模量越小,锚杆剪应力越小,分布范围越大、越均匀,岩体弹性模量越大,剪应力越大,其作用范围越小、越集中,并且围岩位移会随着岩体弹性模量的减小而增大,即岩体越软,围岩位移越大.但通过锚注加固作用,该类软岩巷道围岩位移都得到了有效的控制,锚杆剪应力的分布特征研究为锚杆锚固形式在不同强度岩体中的选择提供了依据.     

流态化炭催化剂粉末在非等容管道中的爆炸特性研究

针对炭催化CH4-CO2重整反应体系(炭催化剂+O2+CH4+CO2)易燃易爆的特性,在预热的非等容管道中对流态化粉状炭催化剂爆炸特性进行了实验研究,考察了流态化炭催化剂浓度、挥发分、预热温度、流态化炭催化剂粒径、初始压力等对流态化炭催化剂的最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率的影响.研究表明,最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率随流态化炭催化剂浓度变化,呈抛物线形式分布;炭材料挥发分越高,最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率越大,其对应的最佳爆炸浓度也越低;爆炸装置的初始温度越低,流态化炭催化剂最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率越大,且温度越低流态化炭催化剂最佳爆炸浓度越大;流态化炭催化剂粒径越小,最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率越大;随着初始压力的升高,最大爆炸压力以及最大爆炸压力上升速率逐渐升高,且呈线性分布.     

部分相干电磁光束在线性增益(损耗)介质中的传输特性

根据Wolf提出的电磁光束模型和部分相干光理论,以电磁高斯-谢尔模型光束为例,推导出光束在线性增益(损耗)介质中传输的交叉谱密度矩阵,研究介质传输场中强度和偏振度的变化特点.研究结果表明,任意电磁光束在线性增益(损耗)介质中传输时,当其为增益(损耗)介质时,会增强(衰减)光束的强度;但对偏振度却没有太大的影响.波数实部Kr越小,轴上偏振度越大;相干长度δyy越小,轴上偏振度越大.当光源处的相干长度δxx与δyy取值相同时,尽管传输距离不断增大,光束在传输过程中的偏振度不发生变化.光源处的偏振度P(0)越大,轴上偏振度也越大.     

硅功能化石墨烯负极材料的最优化初始构形

硅功能化石墨烯作为锂离子电池的阴极材料,其最优化的初始构形会提高电池的可逆容量、充放电速率和使用寿命.文中应用分子动力学方法,采用Tersoff势函数与LJ势函数,结合速度形式的Verlet算法,对硅功能化石墨烯进行了弛豫和拉伸等力学性能模拟,提出了材料最优化的构形.通过对不同硅原子分布、不同硅碳比、不同空位缺陷率、不同拉伸速度和不同温度对材料的体积、势能、弹性模量、拉伸应变、强度等性能的影响进行了模拟.研究表明,硅原子随机分布时的系统势能最大,体积变化介于横向分布和交叉分布之间,模型的力学性能参数也最高;硅原子数目越多,模型表面褶皱越明显,系统的势能越低,体积也越大;当硅碳比为3.28%时,力学性能参数最大;空位缺陷率越大,模型系统势能越高,体积越大;当缺陷率为1%时,材料的力学性能参数最高;力学性能参数随着拉伸速率和拉伸温度的变大而减小;当速率为0.5 nm·s~(-1),温度为300 K时,材料的力学性能最好.     

高炉下部液体分布的试验研究

采用4种填料和2种液体模拟高炉下部的流动状态,在填充床内对液体的分布特性进行了试验研究.结果表明,液体分布与液体流量和初始分布无关,其主要取决于填料自分布性能和液体性质.填料的形状系数越小、直径越大,向外偏流的趋势越明显;液体的密度越大、黏度越小,则不容易发生偏流.即使无煤气流的影响,高炉内炉渣也容易向炉墙附近流动.试验范围内液体以溪流形式流动,而不是呈散滴状流动.     

装配式钢牛腿偏心受压力学性能试验与有限元分析

装配式钢牛腿,因其结构简单、安装方便、使用安全得到广泛肯定.针对一种新型装配式钢牛腿开展研究.考虑肋板厚度、偏心距、锚板类型,进行了4个不同形式的装配式钢牛腿的偏心受压力学试验.测定了钢牛腿节点的荷载-变形曲线、应力分布状态、极限强度,观测其破坏形式,建立了有限元模型,分析研究了荷载-变形关系和节点弯矩-转角关系.结果 表明:钢牛腿节点呈现出半刚性节点特征.牛腿有两种破坏形式,当锚板无支撑保护时,锚板在牛腿还未达到极限承载力时先屈曲破坏;当锚板有支撑保护时,牛腿的极限承载力取决于螺栓的抗剪强度.从应力分布上对比发现,结构刚度突变处应力集中.连接处的焊缝质量和螺栓的材质是受力的关键,改善它们将极大地提高节点的承载能力.钢牛腿肋板厚度越大,极限承载力越大;偏心距越小,极限承载力越大.节点的初始刚度随肋板的加厚小幅增加,偏心距对节点初始转动刚度影响效果不明显,侧板与锚板安装间隙过大会降低节点刚度,应尽可能减少制作误差.     

倾斜单裂隙宾汉浆液流动模型理论研究

参考二维平行板间不可压缩粘性流体的运动方程,分析推导了宾汉浆液在等宽光滑倾斜裂隙中的流动方程。通过分析该流动模型发现:宾汉浆液流速随时间逐渐降低。压力越大,浆液流速越大,则浆液渗透更远。并不是裂隙倾角越大,则宾汉浆液流速越大。在其他参数相同情况下,裂隙宽度越大,浆液流速越小;浆液粘度越大,或初始剪切粘度越小,或浆液密度越大时,浆液流速也会越小。     

考虑应力干扰的页岩储层裂缝穿透准则

 根据页岩储层多裂缝应力干扰效应形成机理,建立了考虑水平有效地应力、裂缝尖端集中应力以及多缝干扰应力影响的页岩储层裂缝穿透准则。模型分析表明:考虑多缝应力干扰效应影响,压裂缝穿过天然裂缝的能力减弱,分段多簇压裂更有利于在页岩储藏中形成复杂缝网结构。裂缝越长,裂缝间距越小,天然裂缝分布位置越靠近中间裂缝,缝内净压力越大,导致裂缝间的干扰应力越大。随着压裂缝与天然缝间逼近角的减小,在一定应力比和裂缝内摩擦系数范围内,压裂缝穿过天然裂缝能力减弱,超过一定范围后,压裂缝穿透天然裂缝的能力增强。高应力比条件,裂缝穿透能力基本不受逼近角影响。     

多孔泡沫金属换热器内流体流动和传热的均匀性分析

在恒定热流密度条件下,对单相流体分别强制轴向层流流经多孔泡沫金属换热器管内、外的流动和对流传热的均匀性进行了分析.结果表明:填充多孔泡沫金属后,流体的速度和温度分布的均匀性比光管时明显提高.对于壳程区域的全角点管间区域与内部管间区域,多孔泡沫金属的孔隙率越大,两者间平均流速的差异越大,对流换热的差异越小;多孔泡沫金属的ppi数越大,两者间的平均流速和对流换热的差异越小;管间距越大,平均流速的差异越小.