大气波导传播模型及特性分析

介绍了波导传播条件以及目前用于计算波导传播特性的2种模型——抛物方程模型和射线追踪技术。利用抛物方程模型计算了波导环境下,电磁波在不同的发射频率、不同位置处的传播损耗,利用射线追踪技术模拟了射线在波导中的传播轨迹和时延特性。结合不同的计算结果,综合分析了大气波导传播特性对通信系统的影响。     

巢湖流域岩源磷释放的动力学研究

为了研究巢湖流域富磷地质岩石中磷素(即岩源磷)的释放动力学特征,用0.5mol·L-1NaHCO3连续提取法对岩样进行岩源磷释放的动力学实验,并应用统计学原理建立化学动力学的非机理模型研究岩源磷的释放过程.同时,选用零级方程、一级方程、二级方程、抛物线方程、Elovich方程、权函数方程等6个动力学模型进行解析过程拟合,分析岩源磷动力学释放的主要化学过程.结果显示,随着反应时间的延长,磷的释放量均不断增加,释放速率随时间的延长而下降.选用的几种动力学模型中,一级方程、Elovich方程、权函数方程和抛物线方程对岩源磷的释放动力学过程均能很好地拟合,其中以一级方程拟合度最佳.岩源磷的释放动力学过程是一个以扩散过程为主的反应过程.     

Cd2+、Pb2+在根际和非根际土壤中的吸附-解吸行为

采用1次平衡法对Cd2 、Pb2 在小麦根际和非根际土壤中的吸附-解吸行为进行比较研究.结果表明,根际土对Cd2 和Pb2 的吸附能力高于非根际土,2类土壤对Cd2 的吸附等温线与Freundlich方程有较好的拟合性,Pb2 的等温吸附过程可由Langmuir方程与Freundlich方程来描述.双常数方程是描述根际、非根际土Cd2 和Pb2 吸附动力学行为的最优模型,其次为Elovich方程,最差模型是一级动力学方程.Cd2 、Pb2 的解吸存在滞后现象,相比于非根际土,根际土吸附态Cd2 、Pb2 的解吸率更低,Cd2 、Pb2 的解吸量与其初始吸附量之间的关系符合2次幂方程.2类土壤Cd2 、Pb2 的解吸速率随重金属初始浓度的增加而增加,随解吸时间的延长而不断降低.描述根际和非根际土Cd2 、Pb2 的解吸动力学过程的最优模型均为双常数方程,其次为Elovich方程,一级动力学方程拟合效果不佳.     

正交曲线坐标下Boussinesq方程的研究

从质量守恒方程和Euler方程出发,推导出包含底摩擦耗能、波浪破碎效应和亚格湍流效应的改进型Boussinesq方程,并对该方程以及边界条件进行了正交曲线转换,建立了正交曲线坐标系下的二维波浪模型并用实验地形对本文模型进行了验证,计算结果与实测数据吻合很好,说明模型可以较好地模拟波浪传播过程中的浅水变形、折射、绕射和反射等现象.     

PM_(2.5)传输模型的初始场优化

根据PM_(2.5)的传输特征,利用伴随同化技术建立了PM_(2.5)伴随同化模型。将此模型应用于中国大陆地区,对PM_(2.5)初始场进行优化研究。根据中国各大城市在PM_(2.5)污染情况,设置了华北、华东地区呈开口向下的椭圆抛物曲面和西部地区呈开口向上的椭圆抛物曲面这2种模型的初始分布,并利用PM_(2.5)伴随同化模型对其进行优化。实验结果表明,代价函数、观测点处绝均差、优化结果与给定分布的绝均差均有明显下降,优化结果也非常接近给定分布,说明该模型能够合理有效地对初始场进行优化。同时,对2种给定分布的优化情形对比分析猜测,有效观测点个数不足可能是导致优化结果不够理想的原因。为此设计了减少非有效观测点个数和增加有效观测点比例2组敏感性实验,发现有效观测点所占比例越大,优化效果越好。该研究为以后PM_(2.5)的准确模拟打下了基础。     

双区静电除尘器的数值模拟研究

采用数模拟的方法研究了双区静电除尘器内流场分布、颗粒荷电及颗粒运动等难以直接测量的物理过程,构建了双区静电除尘过程完整的数值模型.采用泊松方程、电流连续性方程和匀强电场方程描述电场,采用N-S方程和雷诺应力标准湍流模型描述流场,采用拉格朗日法描述颗粒运动轨迹.通过截面风速与颗粒去除率的模拟值与实验值的对比,验证了数值模型在模拟内部流场和颗粒运动时的准确性.数值模拟结果表明：双区静电除尘器内部流场分布对入口风速的变化非常敏感;颗粒荷电方式占比由颗粒粒径决定;荷电区内颗粒向极板的趋近过程由流体曳力和电场力共同完成,收尘区内的趋近过程则由电场力主导;入口流速通过改变颗粒前进速度和内部流场形态来影响颗粒运动轨迹.     

酚类化合物在矿化垃圾中的吸附性能与结构相关性研究

采用静态吸附方法,对8种酚类化合物在矿化垃圾中的吸附行为进行了研究,并用Langmuir和Fieundlish等温吸附方程对其进行了拟合.研究结果表明,8种代酚的吸附能力大小顺序为3-甲基酚＞4-甲氧基酚＞4-氯酚＞2,4-二氯酚＞3-硝基酚＞4-硝基酚＞2-氯酚＞苯酚.对8种酚类化合物Langmuir和Frendlich等温吸附方程常数和18个量子化学参数采用PLS进行逐步回归分析,得到了以Frendlich方程参数lnκ为因变量的数学模型.该模型表明,有机酚在矿化垃圾中的吸附性能主要与有机酚分子的疏水性和极性有关.而且该模型得到的预测值与实测值接近,说明利用PLS进行回归处理得到的模型较为合理、能有效地预测有机酚类化合物在矿化垃圾中的吸附行为.     

基于两种耦合方法的模拟-优化模型在地下水污染源识别中的对比

采用一种基于模拟-优化模型的方法对地下水污染源进行识别研究.模拟-优化模型分别采用响应矩阵法和状态转移方程法进行耦合,并利用遗传算法求解,经过多次迭代,使得模拟结果与观测数据的误差达到最小.最后,通过一个假想例子评估模拟-优化模型的性能,同时比较应用不同耦合方法的计算结果.研究表明:应用响应矩阵法耦合模拟-优化模型所得结果的绝对误差范围为0.1~1.6g/L,应用状态转移方程法时,绝对误差范围为0~5.2g/L,因此,采用遗传算法求解模拟-优化模型能够有效且准确地得到地下水污染源的释放量,可以应用于地下水污染源识别问题,并且采用响应矩阵法耦合模拟-优化模型优于状态转移方程法.     

基于电生理信息的两种桑科植物叶片细胞代谢能比较

植物的细胞代谢能可以表征植物的生理活性和源库状况,而植物的细胞代谢能可由细胞的生理电容、生理电阻和生理阻抗来表征.本研究以桑科植物构树(Broussonetia papyrifera)和桑树(Morus alba)为例研究了不同夹持力下生理电阻、生理阻抗和生理电容的特征.先依据吉布斯自由能方程和Nernst方程构建模型...     

蒙脱石对Pb^2＋的吸附行为特征实验研究

利用批实验方法在293 K下研究了蒙脱石时水溶液中Pb2+的吸附行为.对吸附平衡时间、溶液酸碱度和初始浓度等吸附条件进行了研宛.对实验数据分别采用Langmuir,Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温吸附模型进行了拟合,结果表明Langmuir吸附等温方程拟合效果最好,相关系数R为0.998 9.通过Langmuir等温吸附模型得出在293 K时,蒙脱石对铅离子的理论饱和吸附容量为133 mg/g.通过D-R等温吸附模型得到吸附自由能为2.43 kJ/mol,表明此吸附过程主要为物理吸附.利用准二级动力学方程拟合实验数据得到了相关系数为1.     

磺胺嘧啶在作物根际土壤中的吸附/解吸特性研究

采用根际袋盆栽实验,研究了在小麦和玉米根际效应作用下,土壤对磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SD)吸附/解吸热力学与动力学特性.结果表明,小麦和玉米根际与非根际对SD的吸附/解吸均较快,描述2种作物根际与非根际对SD吸附过程最优动力学方程皆为Elovich方程,其次是双常数方程和抛物线方程.在实验所采用的SD浓度范围内,不同处理小麦和玉米根际与非根际对SD的吸附量均随着SD浓度的增加而增加,但根际对SD的吸附能明显高于非根际.用Freundlich方程描述小麦和玉米根际与非根际对SD等温吸附行为最为适宜.SD在小麦和玉米根际与非根际的解吸过程都是非线性的,且在根际的解吸能力明显低于非根际.此外,将小麦和玉米根际与非根际的平均吸附常数(Kf-ads)及平均解吸常数(Kf-des)与土壤有机质、pH、黏粒3种理化性质关系进行逐步回归分析发现,有机质是影响根际SD吸附/解吸行为的关键因素.     

An emergency computation model for the wind field and diffusion during accidental nuclear pollutants releases

Since 1986, a simple computation model for a nuclear accident has been operating in the emergency information center of Japan Agency for Science and Technology. It was developed by introducing the variation method for wind and a random walk particle model for diffusion in 50–100 km scale. Furthermore, we developed a new model with dynamic equations and a diffusion equation to predict more accurately the wind and diffusion, including local thermal convection, as an improvement on the present system.In the new model, the momentum equation and the continuity equation are solved numerically in non-hydrostatic and incompressible conditions, using a finite difference technique. Then, the equation of thermal energy preservation is solved for potential temperature in the predicted wind field of every time step. Pressure is given as a deviation from the average value of each level by a numerical solution of a parabolic equation introduced from the momentum and continuity equations. The diffusion of nuclear pollutants is computed numerically by the finite difference method in the predicted wind field, using diffusion coefficients obtained from the predictive dynamic equations.These computations were verified with meteorological surveys and gas tracer diffusion experiments over flat land, along a sea shore and over a mountainous area. As the result of new model development, horizontal circulations and vertical convections can be computed in any mesh size from several tens of meters to several kilometers, while small vertical convections less than 1 km or so cannot be represented with the former hydrostatic circulation models.     

自然水体生物膜上铁、锰氧化物生长速率的研究

通过对南湖水体培养的生物膜上铁、锰氧化物生长速率的研究发现，生物膜上铁、锰氧化物的生长过程均属于一级动力学反应，可以用双常数速率方程、Elovich方程、抛物线扩散方程及指数函数方程进行描述，生物膜上铁氧化物的生长速率远远大于锰氧化物的生长速率，锰氧化物的生长速率随水深的增加而降低，并呈显著的线性关系。     

两种铁氧化物对土壤有效态汞的吸附作用研究

利用氧化物对土壤中汞的吸附特性,研究了汞污染土壤中添加铁锰和铁铝复合氧化物对土壤汞有效性的影响.结果表明,在土壤中添加氧化物后,土壤中有效态汞的含量明显降低,在相同添加量下铁铝复合氧化物比铁锰复合氧化物的吸附效果好.14 d时间内,添加铁铝氧化物后,两种土壤中有效态汞的含量分别降低了94.60%和93.11%;添加铁锰氧化物后,两种土样中有效态汞的含量分别降低了88.69%和87.85%,可见两种氧化物是土壤中有效态汞的有效吸附剂.通过方程拟合研究了氧化物对土壤中有效态汞吸附的规律,其中,铁铝氧化物对土壤中有效态汞的吸附规律以Elovich方程和权函数方程拟合度较好,铁锰氧化对土壤中有效态汞的吸附规律以Elovich方程拟合效果最好,零级速率方程及指数方程的拟合效果则相对较差.     

滴水湖沉积物对磷的吸附特性初探

在滴水湖湖底典型区域采集表层沉积物,研究其对上覆水中磷的吸附特征。结果表明,滴水湖5个采样点沉积物对上覆水中磷的"快吸附"过程发生在0～4 h内,吸附速率达3.08～5.65 mg/(kg.min)",慢吸附"发生在4～24 h内,速率为0.54～1.34 mg/(kg.min),24 h后达到动态平衡状态。抛物线扩散方程Ct=C0-kt1/2可很好地拟合沉积物对磷的吸附动力学过程。当上覆水磷浓度低于0.18～0.20 mg/L时,各采样点处沉积物对磷的吸附量很低或呈负吸附状态,之后磷吸附量随初始磷浓度的增加而增大;湖心处本底吸附态磷(NAP)较高,为6.871 mg/kg;一号码头和南岛处沉积物的磷吸附解吸平衡浓度(EPC)0较低,分别为0.18和0.22 mg/L,纳磷潜力较大;Langmuir等温吸附模型比Freundlish模型更适用于描述沉积物对上覆水高浓度磷的等温吸附过程。滴水湖沉积物对磷的吸附容量范围为322.58～1 250.00 mg/kg,其中南岛处沉积物吸附磷容量较大,对上覆水中高磷浓度的变化缓冲力较强,但同时也是重要的磷库,应密切关注该处磷含量的变化。     

我国大气模式计算的若干问题

对我国大气环境界普遍采用的模式计算方法进行了分析，指出了模式计算结果的多样性，地面平均风速、最大地面浓度公式、面源模式、多次反射计算、熏烟模式和静风公式的影响，分析了烟气抬升公式的问题，推荐一个新的烟气抬升公式。对采样时间和布点也进行了分析。最后对这些问题的产生和解决办法提出了建议     

S波段低副瓣天线的分析与设计

研究了一种半波振子馈电的带圆片副反射面的抛物面天线.简要介绍了天线低副瓣的含义,并对该天线所使用的馈源的辐射特性进行了理论分析和电磁仿真.设计了一个成本低、体积小、结构简单、电性能良好的低副瓣抛物面天线.这种天线适用于生命探测雷达系统等需要的小尺寸低成本低副瓣天线的特殊场合.     

改性玉米秸秆对水中磷酸根的吸附动力学研究

将化学改性后的玉米秸秆制备阴离子交换剂,重点研究了改性玉米秸秆对磷酸根的吸附动力学特性.通过静态实验,考察了在不同pH、温度、磷酸根初始浓度条件下,改性玉米秸秆对磷酸根吸附效果的影响,并分别用伪一级动力学方程、伪二级动力学方程、修正伪一级动力学方程和颗粒内扩散方程进行拟合,计算出相应的速率常数.结果表明,Langmuir等温模式能更好地描述改性玉米秸秆对磷酸根的吸附效果,并且随着温度的升高,改性玉米秸秆对磷酸根的最大吸附量逐渐减小.改性玉米秸秆对磷酸根的吸附是一个快速吸附过程,30 min内即可达到吸附平衡,该吸附过程符合伪二级动力学方程和颗粒内扩散方程,吸附速率主要受颗粒内扩散控制.随着初始浓度的增大,伪二级吸附速率常数逐渐减小,颗粒内扩散速率常数逐渐增大.通过改性玉米秸秆对磷酸根的吸附动力学研究,可以为反应器的设计和污水处理装置的运行提供基础信息,对于去除水溶液中磷酸根的技术应用具有重要实际意义.     

我国大气模式计算的若干问题

对我国大气环境界普遍采用的模式计算方法进行了分析,指出了模式计算结果的多样性,地面平均风速、最大地面浓度公式、面源模式、多次反射计算、熏烟模式和静风公式的影响,分析了烟气抬升公式的问题,推荐一个新的烟气抬升公式。对采样时间和布点也进行了分析。最后对这些问题的产生和解决办法提出了建议。