电除尘器内部粒子运动及分布数学模型仿真研究

对电除尘器除尘过程中粉尘粒子运动及其分布规律进行研究,用数学的方法构建了一个比较完整的数学模型。通过设定合适的边界条件,采用差分法对所建立的数学模型进行求解,并借助功能强大的数值计算和绘图工具软件Matlab将电除尘器中复杂的粉尘粒子运动进行数值仿真,力求清晰地描述除尘过程中粒子的运动状态和分布规律。研究表明,电除尘器中粉尘粒子在横断面上的浓度分布大致符合指数函数的分布规律,靠近收尘极板的浓度值高于电晕线附近的浓度值,这说明数学模型能够真实地反映电除尘中粉尘粒子的运动规律。     

搬迁化工企业遗留场地氯苯污染迁移模拟与不确定分析

基于某搬迁化工企业场地污染调查数据,应用跃迁概率地质统计工具(T-progs)建立了溶质迁移地质统计模型,对该场地氯苯污染进行了不确定评估和风险分析。结果表明,研究场地地下水氯苯污染主要集中在场地的北部和南部,模拟初期场地北部污染羽中心氯苯最高质量浓度为1 240mg/L,污染物在地下水中随时间迁移扩散,100年后该污染羽氯苯最高质量浓度降低到1 030mg/L,但污染羽整体迁移速度较慢。地质统计模型不确定评估结果显示,100年后污染羽在最小分布条件下的氯苯最高质量浓度约为540mg/L,最大分布条件下约为1 207mg/L;场地氯苯污染风险集中在场地东北部和西南部区域,与地下水流动方向一致,但受场地非均值影响,氯苯阀值捕获风险区分布呈不规则形状。     

污泥膜覆盖好氧发酵堆体流场模拟及应用研究简

运用Gambit软件建立了污泥好氧发酵堆体的多孔介质模型,通过自行设计的实验装置获得了堆体的通风粘性阻力系数和惯性阻力系数以及功能膜压差与透气量之间的关系,用Fluent软件分析了堆体不同截面形状及底部通风管数量对堆体通风均匀性的影响,为确定合理的通风管数量及截面几何形状提供理论依据。对上海奉贤区城镇污水厂污泥处理工程发酵仓进行堆体流场模拟,确定堆体采用小拱形截面形状,堆高2 m,宽8 m,底部设置4条通风管,实际运行效果良好。     

煤化工企业火炬NO_x排放的模拟燃烧实验

针对煤化工企业火炬气燃烧特点,设计了一套模拟燃烧装置,分别研究液化气添加量及燃烧温度对NO x的影响,并对火炬系统NO x的排放系数进行核算。结果表明,火炬系统NO x排放浓度和排放量随液化气添加量的增加而增大;同时研究发现,NO x与燃烧温度之间成正比关系,即温度升高有利于NO x的产生。根据核算结果,火炬系统NO x排放系数在0.099~0.185 kg/t之间,平均为0.139 kg/t。     

全球气候变化背景下上海市风暴潮灾害情景下脆弱性评估

上海地处长三角地区,地势低平,潮滩与湿地广布,未来海平面上升加剧的风暴潮灾害、咸水入侵等灾害,将给该地区的社会经济发展带来巨大损失。应用情景模拟法和脆弱性评估法来评估上海市河口海岸地区的脆弱性,定量化研究了2030年和2050年海平面上升、地面沉降和风暴潮灾害的情景下的威胁区域。到2030年和2050年海平面将分别上升86.6mm和185.6mm,中心城区的地面沉降将达0.87~60.29cm和1.56~108.52cm,上海市将面临类似9711号台风的威胁。在此情景以及现有的防灾基础之上,对上海市河口海岸地区进行脆弱性评估。结果表明应对风暴潮最脆弱的地区是黄浦江两岸的低洼地区。在类似9711台风的影响下,2030年上海的脆弱性指数相对较低,主要脆弱区域集中在奉贤和南汇的交界处、崇明县的横沙岛和长兴岛以及黄浦江两岸的低洼地区,此时,暴露于0.5m以上的人口为62万人,占总人口的1.86%,经济损失为1 152、1 372、1 632亿元(分别在经济增速为8%、9%、10%的情景下),占全市国内生产总值的1.5%;2050年,上海市脆弱性急剧升高,脆弱性区域扩大35.46%,分布面积十分广泛,在类似9711号台风的影响下,暴露于0.5m以上的人口达到748万人,占总人口的21.66%,经济损失将高达105 581、151 248、215 959亿元(分别在经济增速为8%、9%、10%的情景下),占全市国内生产总值的29.6%。这些结果应当引起有关部门对于未来海平面上升潜在影响的警惕。     

基于WebGIS三峡干流水质模拟平台研究

三峡蓄水成库后仍属于典型的河道型水库,其总体水流、水质运动特性符合一维水流水质运动规律。针对三峡库区总体水流、水质运动特性,采用一维水流水质模型对三峡库区水流和水质进行了模拟。以该模型为核心,利用Web Services技术开发并在互联网上发布了模型服务,在此基础上采用成熟的WebGIS和富客户端Flex等技术构建了适用于三峡库区的干流水质模拟平台;能够实现包括各计算断面流速、流量、水位以及污染物浓度时空过程在内的三峡库区干流流速场和浓度场的数值模拟。以库区干流清溪场至十里铺断面内的江段作为模拟实例,利用该平台模拟计算江段内水流和水质状况,并以水文水质同步观测数据对模拟结果进行验证,结果表明其具有较好的模拟效果;为三峡库区污染物总体输移扩散特性研究提供了有利工具,同时也为国家和地方政府进行库区水环境决策提供了技术支持     

基于高性能GPU计算的城市建筑群震害模拟

为适应不断提高的震害预测需求,精细化模型已经成为城市区域震害预测的主要发展方向。然而传统的基于CPU平台的计算方法成本过高,使得精细化模型的应用受限。近年来,GPU技术由于其强大的并行计算能力和较为低廉的价格优势,在通用计算领域得到了快速的发展和应用。基于GPU-CPU协同计算技术,建立了城市区域震害的计算模拟方法,显著缩短了城市区域震害预测的时间。并采用该方法对某中型城市的真实震害进行了模拟应用,展示了GPU技术在大区域城市建筑群震害模拟中的独特优势。     

断裂构造对斜坡应力场影响的数值模拟及成灾机理研究

断裂构造及活动强度对斜坡体的应力场分布具有重要的影响。采用基于强度折减法的有限元法,分别以正断层和逆断层与斜坡体的组合关系为例,剖析了断裂构造对斜坡体应力场的影响及成灾机理,揭示了含有断层的斜坡体塑性区的贯通过程。研究表明,包含断层的斜坡体在应力分布特征及斜坡变形破坏机理方面与无断层的斜坡体有较大差别:含断层的斜坡体在坡面和断层面附近的最大主应力迹线与坡面或断层面相平行,在天然状态下,塑性区同时出现在坡脚和断层面后方,随着折减系数的增大,塑性区分别从坡脚和断层面后方向坡体深部和上部发展,直至断层面前后两个塑性区相贯通,坡体发生破坏,并且对坡体变形破坏的影响程度以逆断层最强,其次为正断层,断层不活动时较弱。     

防灾减灾工程学报2012年第32卷总目次

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三峡上游地区一次西南涡暴雨过程中尺度特征诊断和数值模拟

结合高空、地面实况观测数据以及1°×1°NCEP客观再分析资料,对2009年6月28日20时至29日20时(北京时)发生在三峡上游地区的一次区域暴雨过程进行了中尺度特征诊断,结果表明本次过程是东北低涡和副高稳定少动的大尺度环流背景形势下,由于高原低值系统在东移过程中与西南涡结合而产生的强降水天气过程。高原上不稳定能量的扰动和下传为西南涡的产生提供了必要能量条件,高低层的水汽平流和水汽辐合的交汇地带与最强降水带存在较好的一致性。另外,利用WRF中尺度数值模式对该次过程进行了数值模拟,结果显示在同化了地面和高空常规观测资料后,模式模拟效果得到明显改善,模拟降水能够大致体现该次过程的总的降水演变和分布情况,但后期模拟降水偏大。数值诊断结果发现,盆地西部与上升气流相伴的正涡度柱的演变过程与强降水的发生过程密切相关,该因子对于正确预报降水发生时间具有指示意义。