冷空气在北上台风“利奇马”致灾暴雨中的作用分析

利用NCEP逐6 h再分析资料、地面加密观测、探空、雷达资料,分析得出“利奇马”致灾暴雨是在长时间稳定维持的天气尺度环流背景下形成的。冷空气在降水所起的作用表现在:(1)长时间维持的弱冷空气与偏南暖湿气流交汇形成了边界层辐合线,辐射升温和暖湿气流的输送加大了辐合线两侧的温度和露点梯度,在高温高湿的有利环境下,对流在辐合线附近强烈发展。(2)高空槽后冷空气由“利奇马”环流西北侧渗入,先后形成3个冷平流中心,分别对应3个阶段的降水。(3)冷暖空气在降水区的持续辐合抬升作用增强了降水,最强降水时段发生在锋区垂直方向坡度最大的时段。(4)水平锋生有利于水汽输送和辐合抬升,垂直锋生有利于对流不稳定能量的累积和触发。冷空气形成的水平辐合和抬升造成大范围上升运动,使得锋生和垂直锋消同时存在,最强降水时段发生在水平锋生最强的时段。     

A closer look at BLEVE overpressure

The overpressure produced by the boiling liquid expanding vapor explosion (BLEVE) is still not well understood. Various methods have been published on the overpressure modeling in the far field. They mostly differ by the modeling of the expansion energy, used to scale the distance to the source where the overpressure needs to be calculated. But these methods usually include a experimentally fitted reduction factor, and are mostly overestimating the overpressures. Today there is a growing interest in modeling the BLEVE overpressure in the near field, for studying the blast effect on critical infrastructure such as bridges and buildings. This requires a much better understanding of the BLEVE blast. This paper goes deeper in the understanding of the physical phenomenon leading to the BLEVE blast wave generation and propagation. First, mid-scale BLEVE experiments in addition to new experimental data for near field blast from a small scale supercritical BLEVE are analyzed. And second, an analysis method of the shocks observed in the experiments is presented based on fundamental gas dynamics, and allows the elaboration of a new modeling approach for BLEVE overpressure, based on the calculation of the initial overpressure and radius of the blast.     

One-step estimation method and nomogram to predict safety distances of pressurized gas pipelines from blast sources

Pressurized gas pipelines may be endangered by accidental or intentional activities causing excess ground vibrations leading to failure. Thus, many papers have been published on this issue, yet most of these efforts suffer from complexity and inability to ascertain that all engaged factors are taken into account. These factors are attributed, namely, to explosion source, explosion-ground interaction, energy transfer through the ground, ground-pipeline interaction, and response of the pipeline. The deterministic method developed previously by the author has derived useful prediction mathematical formulas that can be used to calculate, either the stand-off distance of purposefully used explosives, or the maximum quantity of explosives to be used at a given distance, or the equivalent stress of a pipeline induced by an explosive charge at a given standoff distance. The method can also be applied to accidental blast events in factories or other activities. Yet, the complex formulas developed are hard to be used in the field and a simpler approach is needed to facilitate and accelerate in-field estimations. Thus, a nomogram was prepared to make the safety estimations easy and fast and taking into account all engaged critical factors starting from the explosion source through the integrity of the structure.     

基于Tripod Beta事故模型的触电事故原因分析

应用Tripod Beta事故模型对某厂触电事故进行了深入分析,得到了事故原因,并提出预防类似事故的建议措施。     

七星河湿地氨氧化古菌多样性和丰度及其与环境因子的相关性分析

以典型东北寒温带沼泽湿地——七星河湿地中芦苇和小叶樟植被下不同深度土壤中氨氧化古菌(Ammonia-Oxidizing Archaea,AOA)为研究对象,以编码氨氧化作用关键酶——氨单加氧酶(AMO)的amo A基因为分子标记,通过构建克隆文库和生物信息学方法分析数据,考察了不同植被环境中AOA多样性和丰度的垂直分布规律,及其与环境因子的相关性.研究结果表明,小叶樟植被土壤中AOA amo A基因多样性显著高于芦苇植被土壤中amo A基因多样性,芦苇植被土壤中AOA amo A基因多样性在深度为40~60 cm土层中最高,AOA多样性与NH+4-N、NO-3-N含量呈正相关;小叶樟植被土壤中AOA amo A基因多样性在深度为20~40 cm土层中最高,AOA多样性与NH+4-N、NO-3-N含量呈正相关.芦苇植被土壤中AOA丰度最低值出现于0~20 cm土层中,到20~40 cm土层中出现最高值,随着深度增加AOA丰度下降,AOA丰度则与NO-2-N含量呈正相关.小叶樟植被土壤中AOA丰度变化趋势与芦苇不同,最高值出现于0~20 cm土层中,随着土层深度增加AOA丰度下降,到40~60 cm出现最低值,AOA丰度与NO-2-N、TOC含量呈正相关.两种植被土壤中AOA丰度均在60~90 cm处有升高趋势.芦苇植被土壤中AOA丰度约是小叶樟植被土壤中AOA丰度的1.49倍.以上结果为湿地AOA生态功能及分布模式的研究提供基础数据,对全球氮循环的研究提供补充.     

寒区典型湿地浮游植物功能群季节变化及其与环境因子关系

安邦河湿地是一个典型的寒区湿地,本文运用功能群的方法对其浮游植物季节变化进行研究,并运用多元分析方法分析其与环境因子的关系.安邦河湿地共有浮游植物种8门104种,划分为14个功能群,分别是C、D、E、F、H1、J、Lo、M、MP、N、P、SN、X1和Y.其中重要功能群是C、D、E、J、Lo、N、P和Y.浮游植物的功能群组成季节变化明显,春季以功能群E和Lo生物量所占比例最大,分别为27.45%和20.49%;夏季以功能群D、J、P占优,为28.59%、18.53%和19.47%;秋季以功能群J、P为主,占39.65%和13.34%.可见,安邦河湿地浮游植物功能群的季节变化呈现为E+Lo→D+J+P→J+P的特点,反映了水环境特征:春季低水温低营养盐、夏季高水温高营养盐且水体混浊、秋季水温和营养盐均较高.运用冗余分析(RDA)分析浮游植物功能群与环境因子之间的关系,结果显示水温(WT)、无机氮(DIN)和溶解性磷酸盐(SRP)是安邦河湿地浮游植物功能群季节变化的主要环境因子.     

基于神经网络分类器的城市污水处理厂水力冲击预警系统

提出了一套基于神经网络分类器的城市污水处理厂水力负荷冲击预警系统,以期对进水水量骤增现象进行提前1天的预报,使污水处理厂可根据预报结果提前采取水力冲击防护措施,从而保证各单元的平稳运行.根据进水水量的涨幅将某污水处理厂12年日进水水量监测数据分为"常规"和"冲击"两类,重点对"冲击"数据进行提前1天的预测,并采用冲击漏报率、冲击误报率和报准率对模型的预测精度进行评价;同时,基于同样的建模方法和不同的训练、验证样本建立了N(1)、N(2)和N(3)3个平行模型,以对模型的鲁棒性和建模方法的可重复性进行考察.结果显示,3个模型对2010年、2011年和2012年3年测试样本的预测效果良好,冲击漏报率和报准率两项指标数值均较为稳定,分别在0~0.167和0.981~0.995之间浮动,冲击误报率虽然在数值上的浮动较大,最低为0.143,最高为0.500,平均为0.310,但仍在工程上的可承受范围内.该结果表明,本研究基于神经网络分类器所建立的3个神经网络模型预测精度高、鲁棒性好,显示出良好的性能,有望为污水处理厂水力冲击防护工作提供有力参考.     

卷烟膨胀烟丝生产线冷端CO_2泵装置的优化改进

为解决干冰膨胀烟丝生产线冷端液体工艺泵因机械密封长期超压和气缚现象造成损坏发生CO2泄漏而导致紧急停机抢修的问题,对干冰膨胀线冷端工艺罐系统进行了优化改进。在工艺泵吸口前管路引一根气相平衡管至工艺罐顶部,当泵吸口前管路有CO2液体时,输送管路内气化的CO2气体通过气相平衡管线释放回工艺罐内,不会进入工艺泵体内。应用结果表明,工艺泵内的憋压和气缚现象消失了,机械密封受到保护。改造前机械密封平均一个季度更换一次,改造后机械密封使用5年未损毁,达到保护干冰膨胀线冷端工艺泵机械密封的目的。     

高寒条件下振弦式传感器在线测量尾矿坝浸润线的误差分析及对策

为减少和消除高寒条件下振弦式传感器在线测量浸润线的误差,通过理论分析和现场试验,对造成误差的因素及其影响情况进行了深入研究。结果表明,振弦式传感器产生测量误差的主要来源为设备安装深度的测量误差与尾矿水密度及重力加速度的取值误差,并提出了减少或消除误差的方法和工程技术措施,为高寒地区的浸润线在线精确测量提供了重要指导意义。     

爆炸冲击波作用下圆形通风设施的动态破坏特性

为了研究瓦斯爆炸对通风设施造成的严重破坏及其导致的通风系统紊乱与灾情迅速扩展问题，基于LS-DYNA有限元软件，模拟研究巷道中瓦斯爆炸冲击波作用下圆形通风设施的动态破坏特性，分析应力、应变、速度、位移的动态特征及其破坏过程，并对圆形通风设施动态破坏机理进行初步探索。研究结果表明:爆炸冲击波作用下，圆形通风设施正、反面出现压应力与拉应力分布圆环，且压应力与拉应力峰值处于在外部受约束边界径向圆环附近区域与圆心位置，应变、速度和位移最大值均分布在次区域；爆炸冲击波作用下，通风设施表面形成多圈的正向和反向的应变相互交替，呈现W型的褶皱变形；爆炸冲击波作用下，环向裂纹集中在受约束的边界区域附近，发生脆性破坏，其他区域会出现较多的径向裂纹，可发生韧性破坏，整个断裂过程是脆性与韧性断裂的混合型断裂。