高架点源大气扩散的数值计算法

使用数值计算的方法来计算给定源强下的高架排放点源的浓度场分布情况。通过求解复杂地形上的大气热力———动力学方程组及扩散方程 ,建立了三维的风场、浓度场的数值模拟模式 ,并以云南开远电厂为例 ,对模式进行了验证。证明此方法可以成为解决复杂地形上大气污染扩散的实用方法。     

渤海水质控制模型研究 Ⅱ 潮余流长期输运模型

关于自然水域的污染扩散问题的数值研究,以往大多使用二维非定常模型。这些模型在近岸水域环境影响预测评价方面,得到广泛的应用。但是,输运问题的非定常解,往往初始条件难以设定,跟踪时间的长短也不好估计。特别在环境影响预测计算中初值更难确定。 排入海湾的各种污染成分在海水中的分布状况是在较长时期内逐渐形成的。在经历长期的演变过程之后,可以认为是处于一种定常状态,或者周期性变化的稳定状态。因而在考察污染物质的长期输运扩散效果的问题和对某种污染物对水体的长期影响的预测问题等方面,可以处理为定常问题。本文通过垂向平均二维输运方程在潮周期内求时间平均,导出了与时间变量t无关的定常形式的输运方程。采用SOR迭代方法对定常型方程进行数值求解。鉴于问题的物理背景,对平流项的有限差分采用“逆流”格式。这种差分格式使计算达到二阶精     

基于COHERENS模型的污染物质输运数值模拟

以COHERENS模型为基础,建立了长江下游感潮河段三维水流及污染物质输运数学模型,该模型通过σ坐标变换,使整个水域垂直方向可采用相同的分层。基于模态分裂法,将三维流动分成表面重力波(外模式)和内重力波(内模式);模型求解技术上采用算子分裂法,使用了superbee限制器TVD格式,减小非物理的数值虚拟震荡。选取长江常熟段为例,模型较好的模拟了感潮河段三维流场及污染带分布特征。该成果对感潮地区污染物输运规律及水污染控制具有指导意义。     

基于POM的近海三维水质模型

建立基于POM的近海三维水质模型,考虑到基本方程的选用、边界条件的确定及动边界的引入等。以理想水槽中连续源排放的浓度场预测为例,分别采用中心差分格式、迎风格式与Smolarkiewicz迎风格式分析水质模型的精度。三种格式的计算误差均小于20%,其中Smolarkiewicz迎风格式离散对流项,能有效降低计算中的数值耗散,同时避免中心差分格式产生的物质反向传播等失真现象,更适合于近海水域的水环境模拟及污染物浓度预测。     

二维高阶Boussinesq数值模型及其实验验证

基于近似到O(μ2)阶完全非线性的Boussinesq方程,在非交错网格下,建立了有限差分的波浪数学模型.针对该数学模型,利用混合四阶Adams-Bashforth-Moulton预报-校正格式对该方程进行了数值求解.计算了几组地形下的波浪传播变形,数值计算结果与实验结果吻合较好,验证了该波浪数值模型.同时给出了弱非线性方程数值模型的计算结果,讨论了非线性的影响.     

感潮河段盐度和缺氧水体时空分布规律研究

感潮河段水体的物质输运规律及其时空分布不仅受径流、潮汐动力的双重影响,还受水闸调度等人类活动的影响.针对水闸调度影响下感潮河段复杂的水动力学及其伴随的物质输运过程,提出一种新的算盘式网格结构,建立了水动力学和物质输送的三维数学模型,考察了在径流、潮汐及水闸调度综合作用下,感潮河段水流密度分层的特点,并对水体中溶解氧和盐度的时空分布规律及其影响因素进行研究.结果发现,数值模拟计算结果与观测值吻合良好,表明所建立的三维数值模型可以很好地预测感潮河段的水流运动和物质输运规律.研究表明,感潮河段的缺氧水体首先出现在盐水楔的前端,在盐-淡水分层强度、盐水停留时间及水闸调度的综合作用下,出现溶解氧浓度持续降低的趋势,并导致缺氧水体范围从河口上游向下游扩展,随水闸的放流缺氧水体被冲刷的现象.     

三亚电厂温排水数值模拟

针对数值求解浅方程中的难点问题，运用嵌套方法模拟计算了三亚电厂附近海域潮流场。运用建立在对流扩散理论基础之上的输运扩散模型模拟了被动扩散过程，给出了三亚电厂温排水各个方案的温升场特征值。     

屋顶形状对街道峡谷内污染物扩散的影响

采用Spalart-Allmaras湍流模型,通过求解二维连续性方程,Navier-Stokes方程及污染物输运方程,模拟了具有不同屋顶形状的街道峡谷的流场及交通污染物浓度场.计算结果与风洞试验结果总体趋势一致.由于屋顶形状的不同,峡谷内的流场会形成顺时针或逆时针方向的旋涡,从而影响建筑物迎风面与背风面污染物浓度分布.在各种屋顶形状的街道峡谷中,壁面污染物浓度的相对大小与其附近的速度分布有直接关系.通过对街道峡谷建筑屋顶高度处垂直方向污染物通量的计算和比较,说明了不同屋顶形状的街道峡谷平均流扩散和湍流扩散的强弱,污染物湍流扩散通量值有可能为正或为负;同时,峡谷内剩余污染物浓度的大小表明了屋顶形状对污染物扩散出街道峡谷难易的影响.      

计算机模拟小变形的三维应变场及应力场

采用ANSYS结构分析软件,对重轨定径小变形进行了变形物理场分析。通过建立较好的三维重轨有限元模型，分析了在位移载荷下的弹塑性应力、应变和位移分布，结是表明用ANSYS计算分析的结果与实际定径实验的结果相符。     

基于流量函数的海水交换数值模拟研究

水体交换能力只与水体的流动性有关,目前有关水交换的研究大多是通过指示物质浓度来计算水体交换率以及交换时间,其结果不能准确地体现海水交换能力。本文以一个T形区域为例,提出基于流量函数的一种水体交换计算方法。在三维连续方程沿水深方向积分的基础上得到水深平均的二维浅水方程,求解得到流速、水深等数据;进而对二维浅水方程积分引入流量函数;做出流量函数对应的等值线分布图。等值线分布图中显示模拟区域内一半以上的水体能被交换至域外,计算模型前、后半周期的海水交换率分别为0.6396和0.6465。结果表明:采用基于流量函数的数值模拟方法评价某区域的水体交换能力简单而可行,通过流量函数等值线分布图能够直观的反映出区域水体的水交换能力。     

北京地区春季稻稻田甲烷排放的研究

观测不同农业管理条件下,北京地区春季稻稻田甲烷的排放通量。以当地农民所惯用的管理方式为代表,排放通量为８．７ｍｇ／（Ｍ＾２．ｈ）。甲烷排放有季节性变化,以分蘖期和扬花期为峰值,土壤氧化还原电位的变化与甲烷排放有很好的相关性,施用过量的有机肥会增加排放,采用科学的间歇灌溉方式可以增产并降低甲烷的排放旱直播技术虽可大大降低甲烷和但影响水稻产量,有待进一步的研究。     

室外空气污染对室内空气质量的影响研究

利用数值模拟方法,研究了单个建筑物外存在点污染源时室外空气污染对室内空气质量的影响.首先利用点污染源时单个建筑物周围污染物扩散的风洞实验验证了计算模型和方法的正确性,再利用自然通风的风洞实验,计算了不同污染源位置和建筑物进风口时的室内外速度场和污染物浓度场.结果表明:速度场的计算结果与风洞实验结果基本吻合,无量纲通风量的计算值略小于实验值;建筑物迎风面回流区上方的气流进入室内;当点污染源位于建筑物前的距离和建筑物高度之比约等于1时,污染源在地面处的室内污染物浓度要小于源在建筑物高度一半处的;建筑物进风口的挡风板对室内污染物浓度的影响不大;根据壁面上污染物浓度的分布来改变进风口位置,是减少室内空气受室外污染影响的有效方法.      

基于人机工程学的油田单井设计优化

针对塔里木油田试采单井设计方面在实际工作中暴露出来的一些问题,从人机工程学角度论述这些问题可能对员工操作造成的影响,并给出了建议和意见。     

挡水物附近污染带的数值模拟研究

拟建崇海公路大桥位于长江口北支上段，东距北支入海口约70km，该河段河床宽浅，沙洲众多，河势多变，长江口潮型属浅海不规则半日潮，桥位附近青龙港平均涨潮历时3．06h，落潮历时9．19h；涨潮平均流速一般大于落潮平均流速。为了分析公路大桥建设对长江海门段流场和浓度场的影响程度和范围，并考虑到该水域水深较浅。低潮时大量露滩的特点，采用基于无结构网格的具有普遍适用性、守恒性、逆风性等优点的有限体积Osher格式建立二维水量、水质数学模型。在桥墩处理上，改变传统的用网格贴合挡水物的方法，直接将桥墩作为陆地边界生成无结构网络。由建桥前后的流速对比图可以发现靠近桥墩的水域流速减小，而墩间流速增大，这与实际情境十分吻合，说明将桥墩作为陆地边界的处理办法是可行的，对比建桥前后的污染带，发现建桥后桥位下游污染带有所减小，但不明显，这与建桥后流场的变化有很大关系。建桥后桥墩起一定阻水作用，涨落潮时桥位下游流速均存在 减小的趋势，而且岸边正好位于桥墩的密集区域，流速减小更为明显，这一区域流速值的减小范围在0.28m/s以内。由于对时间项的离散采用显格式，受计算稳定性的限制，时间步长必须取得很小，从而需要消耗大量计算时间，这是今后模型值得改进的地方。     

深街道峡谷内高架桥对污染物传播特性影响的模拟研究

城市化进程导致在城市中出现通风条件较差的深街谷,建设于深街谷内的高架桥会加重周边街谷内空气污染.用计算流体力学模拟方法（CFD）探索在不同环境风速下的深街谷中,高架桥的高度和宽度对街谷内气流组织与污染物扩散的影响.结果表明:高架宽度小于0.8倍街谷宽度时的高架桥不会抑制桥下空间的流动;桥宽增加会改变桥下空间的涡旋结构和涡旋方向,近地面流动方向由之前的从右至左流动变为从左至右流动,因而桥下空间污染分布也发生明显改变;高架桥宽度的增加导致两侧低层住户受到较大影响,对背风面住户的影响更为明显;但高架宽度为0.5倍街谷宽度的高架桥能对迎风面中层住户造成影响;增加高架桥的高度,其下方污染物浓度增加;当高架桥位于街谷冠层时,下部空间的污染物浓度急剧增加;冠层处及涡旋交界面高架桥对两侧住户产生较大影响,而其他高度高架桥对两侧住户影响不大;随着环境风速的增加,高架桥对近地面源污染物扩散的阻碍作用逐渐减弱.研究显示,深街谷中增加高架桥的宽度、高度都会导致街谷内空气质量的恶化,而高架桥会阻碍因环境风速增加对街谷内空气质量的改善.      

野战弹药库战场生存能力对策研究

野战弹药库战场生存能力是其发挥快速保障能力、质量保障能力的前提。对提升野战弹药库战场生存能力的研究,有助于增强我军战斗力、打赢现代化战争。通过对战场野战弹药库生存能力影响因素的分析,提出了一系列相应提升其生存能力的防护措施。     

不同农业管理方式对北京地区稻田甲烷排放的影响研究

1990年7月4日到9月28日,对北京朝阳区洼里乡的麦茬稻田甲烷排放进行了测定研究,取得了不同农业管理条件下的一些初步结果。其中按农民常规管理方式的麦茬稻田甲烷平均排放通量为17.5mg/(m2·h)。该值可代表北京地区一般麦茬稻田甲烷排放水平。实验表明,水稻田甲烷排放受到灌溉方式、施肥类型及用量、气温等多种因子的影响,其中农业管理措施的影响是显著的。在农民传统施肥方式下,采用间歇灌溉的方式,比传统的淹灌能有效地提高水稻产量并减少稻田甲烷的排放。      

哈尔滨城市绿地景观体系研究

以景观生态学的理论为指导 ,运用 RS和 GIS技术对哈尔滨城市绿地系统的研究提出了研究框架并进行了初步研究。     

水质总磷的现场应急监测

对过硫酸钾氧化-钼锑抗分光光度法测定水中总磷的方法进行了改进。于Hach公司COD消解管中加入水样和氧化剂后,在消解管中加热消解水样,冷却后加入显色剂,再在与之配套的分光光度计上比色测定。方法简便,试剂用量较少,适用于水质总磷的现场应急监测。该法最低检出限为0．01mg／L,相对标准偏差≤3．47％,加标回收率为92％～105％,与标准法基本一致。     

烟道荷电凝并电场对电捕集微细粉尘效率的影响

针对目前电除尘技术存在亚微米(0.01~1μm)粉尘捕集难的问题,进行了微细粉尘的交变电场荷电凝并及对电除尘效率影响实验研究.结果表明,随着气体粒子动量、电场强度的增加,离子浓度也在增加,最大离子浓度为1.97×109/cm3;在电离电场强度峰峰值为1.75 kV/cm,频率为100Hz的交变电场里,中位径为0.2μm硅粉中的粒径<2μm的质量为71%,凝并后降至53%,粒径为5~10μm的硅粉质量增加了162%;中位径为0.2μm硅粉质量除尘效率提高了27.6%,除尘效率提高了近1倍;粉尘浓度对电凝并后的除尘效率影响有限.高流场中微细粉尘的交变电场荷电凝并技术为电捕集亚微米粉尘的有效途径.