中蒙边境典型草原草本可燃物燃烧性研究

[目的]研究中蒙边境典型草原地区二连浩特市、东乌旗和新巴尔虎右旗草原可燃物的燃烧性能,对典型地区草原可燃物燃烧性能进行对比,根据草原可燃物理化指标进行燃烧性排序并分析,为中蒙边境地区草原火灾防控提供参考.[方法]采用外业调查和室内燃烧相结合的方法,对中蒙边境地区试验点典型草原草本可燃物的粗脂肪、灰分、燃点、热值等理化指...     

不同放牧方式对典型草原草场植被变化的影响——以中蒙边境两侧对应嘎查为例

中蒙典型草原既是气候变化的敏感区又是生态系统的脆弱区,放牧是其主要的生产方式,而植被作为生态系统的关键指标,在不同放牧方式下有其独特的演替规律.因而探讨不同放牧方式下的草场植被变化,对草地植被恢复及生态畜牧业可持续发展有重要的科学意义.在基于遥感数据和地面样方调查数据基础上,利用像元二分模型和统计分析方法,分别对草场植...     

基于BehavePlus的草地火行为模拟研究

基于春季和秋季防火期的野外调查数据,利用BehavePlus林火行为预测系统,分别对长白山风倒区春季和秋季防火季的火行为进行了模拟,研究了长白山风倒区火行为特征.结果表明：风倒区4个重要火行为指标(火蔓延速率、火线强度、火焰长度和火蔓延距离)的模拟结果春季都明显高于秋季;火行为与坡度关系较小,与风速关系较大;春季火灾非常容易达到重度火势,难以进行扑救,春季防火期火灾预防尤为重要.结合保护区的实际情况,从扑救人员和扑救物资的合理布局,改善现有扑救装置和促进风倒区林地演替等方面提出了火灾预防和扑救的建议.     

微重条件下纤维素薄片表面火蔓延的数值模拟

以航天器内得到广泛应用的纤维素材料为对象，研究了微重条件下火灾过程中纤维素薄片的热降解和表面火蔓延，建立的固相燃烧模型能够得出火灾过程中纤维素材料的密度和温度分布，以及密度和温度随外界氧浓度和材料表面辐射发射率的变化关系。     

固体可燃物热解与空间火蔓延相互作用的大涡模拟

为了能较为真实地描述火灾过程,采用固体可燃物热解动力学模型与大涡模拟方法,对多室内聚氨酯泡沫(PUF)板热解与空间火蔓延的相互作用进行了数值模拟.计算出了PUF板在外部热流作用下的瞬时质量变化速率,结果与实验相符合,计算得到的着火房间内烟气温度随时间的变化也与实验结果相符合.受空间火蔓延的影响, PUF板上表面的热流密度分布是不均匀的.PUF板的热解和形状改变先是从热流密度较高的板中心处开始,逐渐向周围扩展和蔓延,其热解和消耗也不是对称的.     

火上风对400t/h煤粉锅炉内燃烧影响的数值模拟

建立了数学物理模型,对400 t/h全尺寸四角切圆煤粉锅炉内燃烧过程进行三维数值模拟。分析结果表明：火上风的喷入可以大幅度降低NOx排放值,当火上风风率达到20%时,NOx可减排21%,并且燃烧效率较高;对于NOx减排火上风喷口高度h最佳值为2 m。计算分析结果对火电厂、大型钢铁联合企业自备电厂等实际锅炉的燃烧调整具有较重要的指导意义。     

加载条件下微裂纹动力学行为的多尺度方法模拟

利用多尺度方法研究包含微裂纹金属材料在加载条件下的动力学行为.多尺度方法结合了分子动力学和自适应有限元方法.分子动力学方法用于局部缺陷区域,有限元方法用于整个模型区域,两种方法之间用桥尺度函数进行连接.计算结果既包括了系统宏观的物理信息(应变场、应力场等),也包括了微观原子的物理信息(原子位置坐标等).模拟结果发现,在裂尖的传播过程中将发射位错,同时,拉伸应力和应变将主要集中在裂纹的两端.正是由于应力的集中导致了裂纹的进一步加速传播,最后形成宏观的断裂效应.     

影响结构在火灾下行为的主要因素及其数值模拟

对影响结构在火灾下行为的主要因素:约束条件和温度载荷作用方式进行了分析,并采用有限元方法对梁在火灾下的行为进行了数值模拟.得出的结论对分析和解释大型复杂结构在火灾下的行为具有重要意义,为基于整体结构的耐火设计方法提供了理论依据.     

影响结构在火灾下行为的主要因素及其数值模拟

对影响结构在火灾下行为的主要因素：约束条件和温度载荷作用方式进行了分析，并采用有限元方法对梁在火灾下的行为进行了数值模拟。得出的结论对分析和解释大型复杂结构在火灾下的行为具有重要意义，为基于整体结构的耐火设计方法提供了理论依据。     

突发社会安全事件下大众羊群行为的演化模拟及行为族现象

基于行为的传播性和保持性,对突发社会安全事件下的大众羊群行为利用元胞自动机进行了模拟.从各类行为者均匀混合的初始条件开始,得到了非常接近社会实际情况的行为族现象.研究结果表明,只要各种行为的比例相差不过于悬殊,羊群行为并不能导致许多行为的消失而使群体中只存在一种行为,而是许多类型的行为以行为族的方式同时存在.     

低碳约束下中、蒙、俄3国能源效率评价

 作为“一带一路”沿线主要国家,中、蒙、俄3国共同组成中蒙俄经济走廊带。以中、蒙、俄能源效率为主要研究内容,利用2000-2014年3国能源和环境数据,考察3国能源利用和环境状况,运用结合窗口模型的超效率DEA（data envelopment analysis）模型测算包含碳排放约束的三国全要素能源效率,并回归分析其影响因素。能源效率研究结果表明,中国的能源消耗和CO₂排放量均大于俄罗斯和蒙古国;中、蒙两国能源消费与CO₂排放关系密切;2004-2009年俄罗斯的单要素和全要素能源效率均高于中国和蒙古国,而2010-2014年中国的单要素和全要素能源效率均高于俄罗斯和蒙古国。造成能效差异的主要原因为：经济发展、能源贸易增加对能源效率的提高有积极作用,煤炭等高耗能能源的投入及工业在产业中占比的增加对能源效率产生负向影响。     

HCCI条件下柴油机缸外喷射及燃烧的数值模拟

设计了在进气道处增加Laval喷管来改变喷油参数,促进燃油与空气混合,以实现HCCI的燃烧条件.使用Star-CD软件对此设计过程的柴油机喷射及燃烧进行数值模拟试验.计算结果表明:利用Laval管实现进气道超音速气流方式喷射燃油(称为前者)其粒子直径的分布范围比缸内直喷方式(称为后者)要均匀的多,也小得多;后者燃油蒸发速度比前者要快;前者因缸内燃油浓度过分均匀而导致压燃时温度较低.分析认为,此方法可使燃油雾化效果明显增强,但并未引起燃烧温度的剧烈变化.     

晋南丘陵旱地小麦不同降水模拟条件下土壤水分变化规律的研究

在万荣试区丘陵旱地麦田上,500mm降水可基本满足小麦前期、中期需水,后期表现缺水,是旱地小麦丰欠的临界值;400mm降水在拔节时水分已严重不足,从开花前后开始整个土层即处于凋萎值以下,维持生长主要靠中后期不参与土壤水分循环的间隙性少量降水.本试验600mm降水亩产近400千克,但该降水量仍不是继续高产的上限值,深厚黄土的良好蓄水保水特性与生产潜力尚待进一步开发.     

波浪条件下空投AUV入水数值模拟

针对波浪条件下空投自主式水下运载器(AUV)低速入水(伞降或低空空投)工况,采用计算流体力学方法进行数值模拟.计算了5套不同分辨率网格的AUV入水情况,证明了所采用的网格设置能很好地满足AUV入水数值模拟.分析了AUV在波峰、波谷等不同入水点处受力情况.入水点在波峰和波谷处AUV受力较大,且这两点处x方向上受力变化趋势...     

多孔壁风耦合空气分级条件下煤粉燃烧的数值模拟

为阐明多孔壁风耦合空气分级对煤粉燃烧的作用特性,利用商业软件Ansys Fluent进行了数值模拟研究,并采用用户自定义函数法(UDF)编译写入了焦炭气化反应和NO被焦炭异相还原的宏文件。探究了燃烧炉中流场、温度场和主要组分浓度场的分布规律,分析了多孔壁风对NO_x排放和燃烧效率的影响。结果表明:多孔壁风系数存在优化值,此时不会明显影响炉内的燃烧组织;多孔壁风可在主燃区和还原区壁面形成空气膜,其中,主燃区空气膜中氧气体积分数大于4%,还原区不低于2%,阻止了还原性气体的腐蚀;多孔壁带入还原区的氧气能够与焦炭结合,在焦炭表面生成含氧络合物C(O),既能强化NO的异相还原,又能促进焦炭在燃尽区燃烧。     

尿素深施条件下模拟稻田中氮磷的动态特征及其降污潜力分析

采用室外微区模拟试验,于水稻返青生长期,采用尿素造型深施方式,在3、7和11cm等3个不同施肥深度处理(分别表示为t-3、t-7、t-11)条件下,对田面水和土壤中氮、磷、以及悬浮物(SS)等主要污染物的动态特征及其降污潜力进行了研究。结果表明,尿素深施后5～7d内,田面水中氮素呈总体下降趋势,于第7d后达较低的浓度水平;硝氮(NO3--N)各处理间浓度差异较小,但整体上要高于铵氮(NH4+-N),就污染源而言,田面水NO3--N负荷不容忽视。田面水氮素浓度与尿素深施处理没有相关性。与对照处理撒施(表示为t-c)相比,深施处理的田面水中氮素浓度可分别降低NO3--N 29%～47%、NH4+-N 64%～89%、总氮(TN)79%～97%。t-3和t-7的田面水总磷(TP)和可溶性磷(DP)浓度都处于较高水平,与t-7和t-3相比较,t-11可分别降低TP浓度32%～73%、DP浓度92%～99%以及SS浓度50%～80%。因此,尿素造型深施至11cm左右,具有显著的减排降污潜力,是控制农田面源污染的有效措施之一。     

变温条件下深部煤层瓦斯分布规律的数值模拟

深部煤层瓦斯运移过程及分布规律与温度场、瓦斯渗流场及应力场耦合密切相关.基于深部煤层瓦斯运移的热流固耦合模型,结合实际的煤层条件和实测数据,开展了煤层瓦斯赋存规律的数值模拟,研究了瓦斯压力和瓦斯含量分布规律的影响因素.结果表明:煤层渗透率是影响瓦斯压力分布的主要因素,其中煤体的有效应力系数、初始孔隙率、弹性模量以及吸附应变系数均对渗透率有着重要的影响;煤层瓦斯含量受瓦斯压力和煤层温度的共同影响,不考虑煤层温度预测得到的瓦斯含量结果偏大.     

热镀锌钢在模拟混凝土孔隙液中电化学腐蚀行为

采用电化学阻抗法研究了不同pH值、不同氯离子浓度条件下热镀锌钢在模拟混凝土孔隙液中的电化学腐蚀行为,建立了两种腐蚀等效电路模型,分析了腐蚀参数的变化规律.结果表明:当饱和Ca(OH)2溶液受到严重碳化(pH<11)时,热镀锌钢在该体系中会发生析氢反应,耐腐蚀性能降低;当饱和Ca(OH)2溶液受到较小程度的碳化(11.5≤pH<12.5)反而更有利于热镀锌钢的进一步钝化,耐腐蚀性能提高,pH=12.0时的年腐蚀率最小,仅为0.59μm/a,而pH=12.5时的年腐蚀速率约为1.21μm/a;当饱和Ca(OH)2溶液未碳化(pH=12.5)且NaC l浓度不超过0.5%时,热镀锌钢在该体系中所形成的钝化膜的耐蚀性能较好,不会发生析氢反应;随着碳化程度的增大,氯离子对热镀锌钢腐蚀作用加剧.     

条件概率与刚性近似下高分子链非格子模型的Monte Carlo模拟

探讨了采用高分子链的实际键长、键角、旋转异构态和无扰链时的条件概率逐个链段地生成样本高分子链进行真实链和受限链分子构象统计研究的可能性.并就无扰链、尾形链、真实链的情况与完全计算法、Flory矩阵方法进行了比较.结果表明:在刚性近似下,使用无扰态时的条件概率生成样本高分子链的Monte Carlo模拟,其样本库能真实地重现平衡态时受限链和真实链的构象分布,适用于受限链和真实链的构象统计研究.     

条件概率与刚性近似下高分子链非格子模型的Monte Carlo模拟

探讨了采用高分子链的实际键长、键角、旋转异构态和无扰链时的条件概率逐个链段地生成样本高分子链进行真实链和受限链分子构象统计研究的可能性.并就无扰链、尾形链、真实链的情况与完全计算法、Flory矩阵方法进行了比较.结果表明:在刚性近似下,使用无扰态时的条件概率生成样本高分子链的Monte Carlo模拟,其样本库能真实地重现平衡态时受限链和真实链的构象分布,适用于受限链和真实链的构象统计研究.