解惑释疑

科学家们认为,南北极地区巨大的冰层是造成南极大陆和北极的格陵兰岛内陆地区没有发生任何地震的主要原因。在南北极地区,由于终年冰雪覆盖,冰层极厚。据测算,冰层达到了这些地区总面积的80%-90%。厚大的冰层对底     

间接式冰浆制取过程冰层生长的动力学特性

为研究间接式冰浆制取过程中冰层生长的动力学特性,建立冰层生长控制模型,对间接式冰浆制取过程中冰层生长速率与冰层厚度变化及其影响因素进行数值模拟研究。通过乙二醇溶液冰浆生成实验与模拟结果的比较,验证模型的有效性,并运用该模型分析添加剂种类、添加剂质量分数和流速等因素对冰层厚度变化的影响。研究结果表明:与乙二醇溶液相比,相同质量分数的氯化钠具有更强的抑制冰层生长的作用;添加同一种添加剂时,添加剂质量分数越大,抑制冰层生长能力越强;溶液流速越大,越有利于抑制壁面冰层过快增长。通过冰层生长的动力学特性分析,可为间接式冰浆制取冰层厚度控制与预防冰堵提供理论参考。     

南北极为何无地震

南北极地区为何没有地震?这已使许多现代科学家全身心地投入这项研究。最近,美国田纳西州孟菲斯大学的地质学家庄士敦教授经过30多年的观测研究指出:巨大的冰层是造成南极大陆和北极的格陵兰岛内陆地区无地震发生的主要原因。据他多年的测量统计,南极大陆和格陵兰岛的冰雪覆盖面积分别为90%和80%,冰雪厚达3000米以上,由于冰层厚的压力,其底部几乎处于“熔点”状态,(1969年科学家赴南极考察时,曾在冰层下2164米的深处发现水流)。此外,由于冰层面积大、分量重,在垂直方向产生强烈的压缩,结果反而减轻了地壳的倾斜和弯曲。这个结论在去年国际地…     

理性应对气候变化

近数十年来,人们感觉最明显的是冬天越来越暖和,夏天越来越炎热,世界气候在变暖。传说巾圣诞老人的故乡——北极圈内的芬兰拉普兰,2008年10月的气温竟达5℃。欧洲航天局公布的2008年9月拍摄的卫星图片显示,沿着格陵兰岛、阿拉斯加和加拿大北部地区,已出现一条无冰的海上通道。这条被航海家称为“西北航道”的北极海上通道,过去长期处于冰封状态,近年气候变暖,冰层融化,“西北航道”已完全显露出来,今后不用绕道巴拿马运河前往大西洋了。     

低温下碳纤维混凝土电热效应实验

为研究碳纤维混凝土在低温下导电发热性能,测试低温下碳纤维混凝土的融雪化冰能力以及相互之间的关系,为冬季公路或机场的融雪化冰工程奠定基础。采用模拟的方法进行实验研究,分别研究了低温下碳纤维混凝土的发热规律、3 mm冰层覆盖情况下的融雪能力、外界温度与除冰时间关系、电热功率与除冰时间关系。结果表明:在-25℃情况下,2%碳纤维含量的碳纤维混凝土在36 V交流电压的作用下80 min左右温度达到0℃,且随着时间的推移,温度上升速率不断增加;在3 mm冰层覆盖下,通电80 min时冰层开始融化,120 min时冰层基本融化完,说明在"中雪"情况下,通电120 min就能保证"旧雪"完全融化完毕;随着电热功率的增加,碳纤维导电混凝土的融雪能力也不断增强,根据实验数据可以得出碳纤维导电混凝土的最经济导电功率为500~700 W/m2.低温时,不同温度情况下,随着温度的变化,融雪化冰时间也随之变化,随着温度的"上升",融雪化冰时间几乎成直线下降,外界温度越接近0℃,融雪化冰时间越短。在-5℃情况下,碳纤维混凝土温度上升到0℃只需要46 min.     

橡胶颗粒沥青路面的除冰机理

为分析橡胶颗粒沥青混合料的除冰机理,研究冰的物理力学性质,通过分析橡胶颗粒沥青路面上冰层破坏的断裂力学,提出应变能密度因子准则作为判断冰层破坏的依据;针对不同温度、不同厚度的冰层,分析弹性模量与除冰效果之间的关系,得到不同弹性模量下的路表面最大变形量;研究超载情况下冰层的受力和变形情况以及弹性模量与除冰效果之间的关系;采用车辙仪法进行室内除冰模拟试验.研究结果表明:混合型断裂破坏是冰层破坏的主要形式,表现为复合型裂纹发生失稳扩展,呈一定辐射状分布,在行车荷载反复作用下,区域裂纹充分扩展或者裂纹分布密度达到一定饱和程度,进而引起冰的局部破碎;随着外界温度升高、冰层厚度减少和行车荷载增大,路表最大竖向位移和能够除冰的橡胶颗粒沥青混合料弹性模量逐渐增大,除冰效果越好;室内除冰模拟试验结果与理论分析结果较吻合,证明了理论分析的可靠性.     

格陵兰岛,冰川上的生存之地

正格陵兰岛是丹麦王国的海外属地与王国内的自治体,是全球第一大岛,全境大部分处在北极圈内,气候寒冷。漂浮在海面上的各种冰川以及岛上的冰雪,极地特有的极昼和极夜现象,偶尔会出现色彩绚丽的北极光,都在告诉人们,这是一个奇幻的童话世界。     

冰层厚度变点判别方法的探讨

利用统计学变点检测理论对冰层厚度传感器每个测点测量到的电压值进行分析计算,并做出变点判断;利用Matlab进行了仿真试验。结果表明,利用最小一乘法变点判断程序能准确地判断出空气与冰、水与冰的变点,并能够对野值电压进行排除。用这种方法对冰层厚度的变点判断精度高、速度快。     

NASA宣布土卫二或存在海洋生命

<正>2017年4月14日讯,美国宇航局在华盛顿总部召开新闻发布会,宣布土卫二上具备生命所需的所有元素,而情况相似的木卫二同样有潜力。据悉,这两个卫星非常像,外面被厚厚的冰层包裹,冰层下隐藏着流动的海洋。此前,科学家们认为木卫二和土卫二冰层下的海洋可能是太阳系中最有可能存在地外生命的地方。尤其引得注意的是,这两个卫星的冰裂中都有喷射羽流的存在——这意味着科学家们不需要钻开冰层,只需分析喷射出的羽流成分,就能对冰下的神秘深海有所了     

破冰船在冰层中连续破冰时的冰阻力预报

采用黏聚单元法构建冰层有限元数值模型,模拟破冰船在冰层中的连续破冰过程,对破冰船的冰阻力进行了预报;同时,使用多种经验与解析公式,预报了破冰船所受冰阻力.通过将数值模拟和经验与解析公式计算所得的冰阻力与模型试验结果进行对比,验证了数值模拟方法和经验与解析公式预报的适用性和准确性.结果表明,数值模拟所得的冰阻力较为准确,适用于预报破冰船冰阻力;各个经验与解析公式预报精度不尽相同,但都具有能方便快捷给出预报结果的优点.在预报连续破冰过程的冰阻力时,可根据实际需要选择合适的预报方法.     

内融冰式蓄冰桶的理论计算

介绍内融冰式冰蓄冷系统的蓄冰、融体传热计算数学模型,编制程序,计算冰层厚度、盐水出口温度、蓄冰桶效能、蓄(融)冰时间、蓄(释)冷量等参数,为设计提供依据.     

科学奇闻60秒

正无人机替你钻冰洞强大的无人机可以代替科学家上刀山、下火海,获得科学数据。这次,在格陵兰岛考察冰川的科学家使用埃利俄斯(Elios)无人机对世界最深冰洞进行勘探。他们想通过深入冰洞研究冰层下的河流,但冰洞深达300米甚至更深,无人机因而成为勇敢探路的先锋。     

不连续分凝冰发育规律的研究

提出并推导土体在冻结过程中由于冻结速度和水分移速度的影响,造成不连续分凝冰有单薄冰层、双冰层和厚冰层３种发育模式,采用受控试验的反演分析验证了不连续分凝冰的发育模式,试验结果同时表明：在整个试验期间,分凝暖端的孔隙冰压力变化平稳;当单薄冰层和双冰层发育时,冰分凝温度和孔隙水压力波动较大,尤其是在双冰层生长时,冻结缘发育最充分,分凝暖端的温度和孔隙水压力降低幅度最大;在厚冰层形成后,由于冻结锋面推移     

基于MSP430和CPLD的冰层厚度检测系统设计

基于空气、冰与水的物理特性差异对冰层厚度进行检测是近几年提出的一种新的冰厚检测理论与方法,其关键技术之一是新型冰层厚度传感器的设计与制作.新仪器以MSP430单片机作为数据处理核心,采用CPLD对单片机I/O口进行扩展,研制出了具有极低功耗和结构一体化等特点的新型冰层厚度传感器.     

基于空气、冰和水电阻特性差异进行河冰冰厚检测方法的研究

针对内蒙额尔古纳河试验现场环境温度低于-26℃时,无法用已知的冰情检测理论知识判断空气和冰的分界面这一问题,在实验室环境下对室温～-55℃温度范围内的空气、冰和水的电阻特性进行了模拟实验和分析研究.试验结果表明:通过改变系统的电路参数,确定了新的空气和冰的电阻特性理论阈值,据此可判断出空气和冰的分界面,进而计算出冰层厚度值.这一结果可以为基于空气、冰和水的电阻特性差异检测原理设计的冰层厚度传感器关键参数值的确定提供了理论依据.     

南极大陆何时会冰化雪消？

科学家多年来一直担忧全球气候变暖会导致两极的冰盖融化,海平面上升而淹没那些人烟稠密的沿海城市。更让人忐忑不安的似乎是南极西大陆,它的冰盖如果融化足可以使海平面上升两层楼房那么高。它不像南极东大陆或格陵兰岛,其冰雪覆盖下的岩层高于海平面,而是低于海平面2500米,向大海延伸的冰层在洋流的作用下向上漂浮,岩石上面的冰层迟早会被撞裂,分割成若干冰山而最后消融。南极西大陆的面积大致相等于墨西哥,如果它的冰盖彻底消融,将使海平面升高5～6米。最新地质科考论证及卫星图像数据表明,南极西大陆的冰盖正在“肌玉暗     

冰温度膨胀力对渡槽结构影响的有限元分析

在对冰温度膨胀力进行简要分析的基础上,采用冰的黏弹性模型,将有限元方法引入冰温度膨胀力对预应力混凝土渡槽结构影响的计算中．针对工程中常见的受固定约束的冰层对渡槽结构的影响进行有限元建模计算．通过分析可知,冰温度膨胀力会使底板上侧靠近边墙附近产生较高的应力集中,会引起局部结构的破坏．同时,对模型进行冰层厚度和不同温升时间的敏感性分析．结果表明,当温升时间相同时,冰温度膨胀力会随着冰层厚度的增大而增加．     

自然堂

<正>海上浮城"吃"冰川格陵兰岛拥有巨大的资源,但当地几乎所有物品都依赖进口。一个新的设想也许可以帮助格陵兰岛种植粮食。未来,这里的海面上会有漂浮的环形城市,太阳能电池板将提供电力,同时利用海水发电,填补能源空缺;人们用冰川融化的淡水培养植物并输送至沿海城镇。怎么样,这个创意不错吧苔藓电池池板植物在进行光合作用的时候,不光吸收二氧化碳,吐出氧气,制造自身所需的养分,还会产生极少的剩余     

内融冰式蓄冰桶数学模型的改进

介绍内融冰式蓄冰桶改进的数值计算模型.将盘管分成许多小段进行研究,考虑了蓄冷时冰层和释冷时水层间的连通现象及蓄冷期冰的温度变化和释冷期水温的变化.所得结果可为设计选用提供依据.     

飞机电热除冰的研究进展与展望

 飞机在结冰气象条件下容易发生结冰现象,冰的存在会破坏飞机气动特性,影响飞行安全,严重结冰可导致机毁人亡,故必须及时将冰移除。电热除冰是目前最常考虑的除冰方式之一,本文系统介绍了电热除冰装置及其工作原理。首先,主要围绕除冰过程的传热特性、冰层力学特性和冰脊的形成,详细阐述了国内外电热除冰研究的发展。然后,针对国内外研究存在的一些问题,提出了几点对电热除冰研究的粗略想法,电热除冰数值计算方法和模拟技术研究、热力耦合特性对冰层融化和力学特性的影响研究、冰脱落准则和运动规律研究是未来研究需要重视的方向。