水泥固化体中核素迁移行为的非平衡态热力学研究

综合考虑温度、扩散和化学反应等因素对水泥固化体中核素迁移行为的影响,根据线性非平衡热力学的唯象关系列出了各种力与流的唯象方程,提出了求解唯象系数的实验方案,并且按照质量和能量守恒定律建立了固化体内的传质和传热基本方程.以菲克第二定律导出了固化体的质流边界,结合热流边界和初始条件,得到了核素迁移行为定解问题的数学模型.     

电场作用下支撑熔盐膜分离CO_2的研究──非平衡态热力学的应用

应用线性非平衡态热力学理论研究了三元熔盐电解质体系中ＣＯ２的传递过程，建立了电场作用下的支撑熔盐膜中ＣＯ２传递速率的数学模型。理论结果与实验结果符合较好。     

GMS在饱和—非饱和地下水流动及核素迁移模拟中的应用

为了研究某饱和——不饱和区域的地下水流动和核素迁移规律,采用GMS软件数值模拟的方法,介绍了应用GMS解决这类问题时的具体步骤,论述了初始条件、边界条件的设置技巧。模拟得到了该区域合理的地下水流场和不同时刻的核素质量浓度分布,与相关程序计算结果吻合较好。研究结果表明:GMS在饱和—非饱和地下水流动及核素迁移模拟中,具有较高的应用价值。     

热驱动布朗马达性能的非平衡态热力学分析

基于一个普遍的布朗马达模型,建立了一个等效的循环系统,运用非平衡态热力学理论计算了系统的昂色格系数和最大输出功率时的效率。发现模型的昂色格系数满足倒易关系,对于现实系统的不可逆因素同样会影响模型的昂色格系数。仅当热漏和粒子动能改变部分可以忽略时,昂色格系数行列式等于零。同时还发现在非平衡态热力学框架下,对于不可逆热布朗马达的输出功率和效率可以表述成和不可逆卡诺热机相同的形式,因此所得的结果更具有普遍意义。此外,这些结论还可以用来分析一类热驱动布朗马达的性能特性。     

单裂隙岩体中核素迁移行为的有限元分析

用等效多孔介质模型模拟天然单裂隙岩体,以泛函变分法为基础,推导出在该系统中核素迁移的二维有限元模型.根据该模型编制了计算机程序,计算结果与实验值吻合较好.     

某区域地下水流动与核素~3H迁移的数值模拟

为评估某特定区域内放射性核素分布情况,通过开发应用GMS软件,对某区域内地下水流动和3H(氚)的迁移行为进行了数值模拟,获得了压力水头和速度场等参量,以及特定位置3H体积分数随时间变化曲线。对比分析表明,计算结果与实验测量结果基本一致。该方法可以应用到其它区域、其他类型的核素迁移研究中。     

某核废物处置预选区中核素迁移模拟研究

核素在裂隙介质中的迁移问题是核废物深地质处置中极为关注的问题.为了解裂隙介质中核素的迁移规律,建立了基于双重介质理论的描述核素在裂隙域和基质域中迁移的基本微分方程,利用拉普拉斯变换推导出其解析解;在对西北某核废物处置场预选区地水文地质条件分析的基础上,获取相关参数,利用一维多途径核素迁移模型,选取国内在花岗岩中研究较多的核素Cs-134、Co-57、Tc-99,模拟这几种核素的相对浓度随模拟时间、迁移距离的变化规律.模拟结果表明:在其他条件都相同的情况下,Cs-134的迁移是最快的,而Tc-99迁移是最慢的.     

非饱和土壤阻滞核素迁移的研究进展

核素迁移性是确定所选核废物处置库库址是否适宜的核心问题之一。阻滞因子Rd可反映溶质运移过程受阻滞的特性。对近年来非饱和土壤中Rd值的一些研究进展进行了回顾与分析,提出了一些尚待解决的问题。     

颗粒材料热力学理论在简单剪切流中的应用

颗粒物质由大量离散的粗大固体颗粒聚集而成,在外界作用下可能发生准静态变形、变形局部化和破坏,直至流动,其中采用固体力学和流体力学对准静态变形和流动开展的研究较为系统,而变形局部化和破坏的研究非常薄弱．分析内部结构演化规律,建立颗粒体系非平衡态热力学,统一描述颗粒体系力学行为是重要的基础研究课题,Granular Solid Hydrodynamics（GSH）理论为该研究提供了基础．本文完善了该理论涉及的颗粒温度表达式,确定了相应参数数值;与动理学理论和离散元模拟一起对恒定体积简单剪切流进行了分析,对比了三种方法得到的正应力与颗粒体积分数的关系,发现由于基本假设的限制,动理学理论只能适用于稀疏颗粒流,而完善后的颗粒体系热力学理论比动理学涵盖范围更广,可以从稀疏体系到密集体系．这样该理论可以连贯地描述颗粒体系准静态变形、变形局部化和破坏,直至流动的力学行为．     

单裂隙花岗岩中核素迁移的连续数学模型研究

研究了在饱和水流条件下。花岗岩单裂隙中核素迁移的连续注入数学模型,给出了裂隙中和岩块中核素浓度的解析解,并结合裂隙流出水样实验数据分析了影响核素迁移的主要参数。     

改性高岭土吸附卟啉钒的热力学行为

以环己烷作为溶剂、酸改性和负载镍的高岭土作为吸附剂,研究卟啉钒(钒氧-2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基卟啉,VO-OEP)的吸附行为,从热力学角度探讨其吸附机制.结果表明:酸改性和负载镍的高岭土对卟啉钒的吸附符合Langmuir吸附等温线,说明卟啉钒单层吸附在改性高岭土上;吸附为自发过程,放热反应,吸附热均大于40kJ/tool,说明有化学键的作用力.     

油气二次运移数值模拟现状及发展趋势

为了解决盆地模拟技术遇到的复杂问题,采用综述的方法系统介绍了目前数值模拟领域的发展现状,并对碎屑岩和碳酸盐岩层系数值模拟方法分别进行了描述,总结出今后油气二次运移的发展主要油3个方面:(1)三维数值模拟技术的发展以及相应的计算机图像显示技术的应用是一大难点;(2)碳酸盐岩层系油气运移模拟的研究是目前急需解决的问题;(3)盆地范围内油气二次运移数值模拟的研究必然带动盆地范围内地质建模研究的发展。盆地二次运移数值模拟技术特别是碳酸盐岩层系数值模拟技术的进一步发展,必将为世界油气勘探作出重大贡献。     

深度域波动方程偏移速度建模方法及应用

针对波动方程叠前深度偏移中重要的速度模型问题,研究了一套三维速度建模方法和软件.该方法以波动理论为基础,采用批量计算和计算机可视化交互处理相结合的方法,进行时间偏移速度分析、时间坐标和深度坐标的深度偏移层速度分析,由此可建立时间域及深度域的层速度模型,为三维波动方程叠前深度偏移提供合理、可靠的偏移速度模型.经实际的三维地震资料处理,证实了这套三维速度建模方法和软件的有效性.     

Modern thermodynamics -- New concepts based on the second law of thermodynamics

Thermodynamics is a core part of science. Nearly all scientists should have a basic knowledge of thermodynamics. Thermodynamics is a science of development, and is a viewpoint of scientific development in natural sciences. Achievement of thermodynamics has influence not only on natural sciences, but also on social sciences and philosophy. Fundamental concepts and definitions are very important for any discipline of science, so what is classical thermodynamics and what is modern thermodynamics have become the key points of puzzledom in thermodynamics. In this paper, after clarification of fundamental concept in thermodynamics, a complete basic modern classification of thermodynamics is naturally obtained. It is suggested that extended Carnot theorem and dissipation decrease theorem, together with the laws of thermodynamics, are the most fundamental theorems in thermodynamics discipline. Nondissipative thermodynamics is a new field besides equilibrium thermodynamics belonging to the equal part of the second law of thermodynamics.     

基于热力学的混凝土塑性和粘塑性本构模型研究

建立了具有实用意义的基于热力学能量耗散函数的混凝土率无关和率相关塑性模型.基于热力学原理,构造了混凝土在主应力空间中的能量耗散函数,并根据此函数推导出了耗散应力空间和真实应力空间中的混凝土模型.推导过程中不需引入其他假定,所得模型能自动满足热力学定理.拟合参数后,计算了多种受力状态下混凝土试件和构件的静动态响应.计算结果符合试验结果,验证了模型的正确性和实用性.     

新型螯合纤维的制备及其动力学和热力学性质

目的研究自制聚丙烯腈螯合纤维用于Cu(Ⅱ)离子的吸附,考察pH值对Cu(Ⅱ)离子吸附性能的影响。方法以聚丙烯腈丝为原料,经醇解、肼解及胺肟化反应来制备多配位螯合纤维,并用于对铜的吸附,对吸附动力学和热力学进行了理论分析。结果制备了一种多配位的螯合纤维,用红外和扫描电镜对螯合纤维进行了表征。该多配位螯合纤维在pH为4时,对Cu(Ⅱ)离子的饱和吸附量为137.5 mg/g,且具有较好的吸附行为,随着温度升高吸附速率加快,同一温度下,浓度增大吸附速率减小。结论Freundlich吸附等温式能较好地描述该化学吸附过程。     

冻结过程路基土体水分迁移特征分析

以沈哈高速铁路沿线的粘质黄土为研究对象,进行了冻结过程中封闭系统下土体水分迁移试验,试验结果表明:试样中温度的变化是先快后慢,最终试样内部温度随深度的变化呈现出一个稳定的温度梯度分布;温度势对水分迁移的影响甚微,温度梯度是导致含水量梯度产生的一个重要诱导因素,当温度的变化致使土体发生冻结时,冻结区的液态水含量急剧减小,从而引起其基质势能的急剧降低,促使土中未冻水沿着温度降低的方向迁移.基于上述试验,通过建立二维温度场与水分场耦合效应模型,应用有限元数值方法对室内封闭系统下模型试件的温度场、水分场进行了数值模拟,计算值与实测值基本吻合,验证了水热耦合数值计算模型的正确性.该模型可用于模拟季节性冰冻地区路基土体中水分迁移的变化规律,为冻胀防治提供依据.     

地震偏移成像分辨率的定量分析

在理论分析的基础上,对地震偏移成像分辨率的定量分析过程进行了数值模拟实验.结果表明,影响偏移成像水平分辨率的主要参数是介质速度、地震子波主频和偏移处理的孔径角.在实验分析的基础上,给出了叠前、叠后偏移成像水平分辨率的经验公式.分析表明,加大孔径角是提高偏移成像分辨率的最有效途径,特别是当孔径角值从15°加大到45°时,分辨率迅速提高; 在偏移噪音允许的前提下,偏移处理应尽量选用45°的大孔径角,至少应选择30°的孔径角.该经验公式虽然是在均匀介质条件下建立的,但同样适用于水平层状介质.在实际应用中,由于聚焦孔径角加大,观测系统范围也必须相应加大,否则经验公式失效.