主扇扩散塔结构与出口能量损失实验研究

矿井主扇扩散塔是矿井主通风机的能量回收装置.扩散塔内部耗能大小及出口能量损失多少受限于扩散塔结构形式.利用势流流场叠加原理,基于工程化的边界条件,设计了节能型扩散塔.借助扩散塔数值计算,确定了节能型扩散塔的最优断面扩大系数.通过多种工况的扩散塔模型实验,得出了扩散塔出口能量损失的分布与扩散塔入口速度间的关系,扩散塔实验模型出口断面的能量损失拟合曲线与数值计算的结果基本相似,揭示了主扇扩散塔结构形式与出口能量损失之间的关系.图11,表1,参15.     

具有Allee效应与脉冲扩散的捕食系统的动力学分析

提出了一类被捕食者具有Allee效应,捕食者具有脉冲扩散的微分系统.利用脉冲微分方程的比较原理和相关理论分别讨论了系统的被捕食者-灭绝周期解的存在性、局部稳定性及全局吸引性.     

海峡两岸统计物理与凝聚态理论研究中心简介

浙江师范大学海峡两岸统计物理与凝聚态理论研究中心(以下简称中心)成立于2008年10月,由著名理论物理学家龚昌德院士担任主任,陈庆虎教授担任常务副主任。目前中心共有5名专职研究人员,其中院士1人,浙江省特聘教授1人,校特聘教授1人。中心主要研究方向包括拓扑量子相变、量子输运与动力学、高温高密凝聚态、软物质物理等。     

陕西关中增雨播云线源输送扩散数值模拟

利用层状云播云线源输送扩散三维时变烟发迹模式，通过对陕西关中飞机增雨作业实例的数值模拟研究，结果表明：模拟的播云线源输送扩散特征与输送扩散的基本理论和一般规律相吻合，并且再现了非垂直（与风向）多条播云线源非均匀非定常的输送扩散特点；浓度等值线的水平分布和垂直分布均不规则，比均匀定带点源更为复杂，整体不满足高斯浓度分布，表明在这种情况下均匀定常模式已不适用。另外，模式能够精确地模拟出播云线间的精细结构。播云线源水平输送距离1h平均为65km，扩散速率1h平均为0．82m/s。     

兰州市榆中县城区重气示踪试验的初步分析

“城市气象/示踪试验”在中国西北甘肃省榆中县的城市区域内(3 km×3 km)构建了一个精细化的观测网,对气象场和示踪物浓度场进行了高时空分辨率的观测。利用观测资料初步分析了城区内流场及示踪物的输送扩散特征。结果表明：受不同尺度运动相互作用的影响,城区流场十分复杂;城市冠层顶风场与示踪物浓度场有较好的对应,即浓度高值区基本出现在主导风向下风方向±20?的扇形区域内且呈现出近似为正态分布的特征,同时地面和城市冠层顶示踪物的浓度分布存在明显差异。     

基于纤维面内取向分布的气体扩散层重构与传输性能分析

提出一种重构燃料电池气体扩散层(GDL)微观结构的新方法,用于研究纤维面内取向分布对GDL传输性能的影响。利用XCT扫描获取GDL二维切片图进行阈值分割得到GDL三维模型,通过纤维追踪技术区分纤维与粘接剂,得出纤维面内取向概率分布、纤维骨架局部孔隙率、纤维与粘接剂组分比例等信息作为控制因素,重构更加准确的GDL纤维骨架,并通过形态学处理添加粘接剂得到GDL孔尺度模型。对1 000 μm×1 000 μm×200 μm的GDL计算域进行性能模拟计算,分析不同纤维取向分布对GDL的气体传输、热电传导性能的影响。由于碳纸在制造中大部分纤维顺着造纸机运行方向(纵向)排列,不同排列方式严重影响GDL在纵向、横向和穿面方向(TP方向)的性能。研究结果表明：随着纤维纵向分布集中程度提高,气体传输与热电传导性能在纵向提高,但在横向降低;对于TP方向,本研究中的纤维集中于纵向的一致性系数为0.029的取向分布时,GDL模型性能较优;电导率及热导率对纤维取向分布比气体扩散率更敏感。     

水下油气溢漏事故污染物输移预测模型

为评估海底油气管道泄漏、油气井井喷等水下事故的污染风险及其损害影响,及时制定科学应急反应决策,本文基于拉格朗日积分方法建立水下油气溢漏事故污染物输移预测模型.该模型能够模拟污染物在密度和流速分层的真实水下环境中的水流卷吸、湍流分散、溢油溶解、油气共同输移与分离输移等动态行为.进行了水下环境的浮力射流、气泡羽流以及油气分离输移等实验的数值模拟验证,计算结果与实验数据基本吻合.实际水下溢油试验结果表明,溢油在水下环境中的输移扩散过程的模拟结果与现场监测数据基本符合.     

统计物理中量子效应的层次性

通过对统计物理中量子效应的深入分析,提出了在教学中应当注意区分量子效应的层次性。按照量子力学的基本假设,量子效应可以分为个体效应和集体效应两种不同的层次,分别对应统计物理中的两种不同的特征温度。认识量子效应的这种层次性,可以帮助学生深入准确理解统计物理的基本概念,针对不同情况选择适当的统计物理学方法。     

Mechanisms of particle vertical diffusion in sediment-laden flows

Diffusion coefficient of natural sediments andeffects of lift force and gradient in particle velocity fluctua-tions were investigated through using a closed kinetic model.Comparison against experimental data of Einstein ＆ Chien(1955) validated the model. The diffusion coefficient εyy ofmedium and large sediments distinctly exceeds fluid eddyviscosity V^tf, while εyy of fine sediments approximately equals V^tf. In the measured region of 0.03＜y/H＜0.4, εyy/V^tf increaseswith the distance from the wall decreasing. Combined effectsof lift force and gradient in particle velocity fluctuationschange sediment gravitational settling remarkably below y/H=0.2, and need to be accounted for describing sedimentdiffusion in this region.     

物联网信息传播动力学建模与仿真

针对物联网环境下信息传播的感知性和适应性交互特征,采用社会物理学思路并借鉴振动传播概念,定义了物联网信息传播过程的动力学变量及其对传播行为的相应影响,建立了基于阻尼振动方程的信息传播微观动力学模型,结合Multi_Agent仿真技术和Netlogo仿真平台,模拟了微观个体传播行为与宏观整体运行机制之间的动力学关系,通过大量的数值仿真验证了模型的合理性,依据仿真实验的结果分析了信息传播系统的非线性演化规律并提出了相关的策略建议。     

高层大气臭氧生消光化学反应的非平衡态研究(1)——“纯氧大气”气泡室模式

该文采用“纯氧大气”气泡室模式模拟研究得出:每日由于太阳天顶角变化而引起光致离解系数的变化,导致臭氧浓度的日变化;并建立了臭氧浓度扰动方程,臭氧浓度扰动是光化学反应过程中臭氧浓度涨落增衰的结果,而臭氧层的层状精细结构是扩散机制所致.     

Simulation of the diffusion process in composite porous media by random walks

A new random-walk interpolation scheme was developed to simulate solute transport through composite porous media with different porosities as well as different diffusivities. The significant influences of the abrupt variations of porosity and diffusivity on solute transport were simulated by tracking random walkers through a linear interpolation domain across the heterogeneity interface. The displacements of the random walkers within the interpolation region were obtained explicitly by establishing the equivalence between the Fokker-Planck equation and the advection-dispersion equation. Applications indicate that the random-walk interpolation method can simulate one- and two-dimensional, 2nd-order diffusion processes in composite media without local mass conservation errors. In addition, both the theoretical derivations and the numerical simulations show that the drift and dispersion of particles depend on the type of Markov process selected to reflect the dynamics of random walkers. If the nonlinear Langevin equation is used, the gradient of porosity and the gradient of diffusivity strongly affect the drift displacement of particles. Therefore, random-walking particles driven by the gradient of porosity, the gradient of diffusivity, and the random diffusion, can imitate the transport of solute under only pure diffusion in composite porous media containing abrupt variations of porosity and diffusivity.     

气体的输运过程与输运系数

根据气体输运过程粘滞、热传导和扩散这三种现象的共有特性,推导了输运过程遵循的共同规律,给出了推证气体输运系数公式的一种方法,避免了热学教科书中对三种输运现象分别进行了讨论带来的麻烦。