DEM合成实验的优化设计

正交实验法就是一种研究多因子实验问题的重要数学方法,目前已在冶金,化工,橡胶,纺织,无线电,医药卫生等方面得到了广泛的应用。根据前人的试验总结出影响DEM合成产率的因素主要有反应时间,催化剂比例和原料配比。本文采用三因素三阶梯的正交表设计了的DEM合成实验方案,并根据该方案进行了9组实验（每组均包含2-3次平行实验）。由实验结果并根据正交实验的统计分析方法,分析了上述三因素对DEM产品含量的影响,确定了主要影响因素,并得到了最佳反应条件。     

煤矿瓦斯爆炸事故的应急救援物资调度模型研究

矿井瓦斯爆炸事故是煤矿安全生产中最严重的事故之一.为确保事故后应急救援的高效开展及减少应急物资调度过程中的经济损失,在以调度时间为第一的前提下,结合煤矿瓦斯爆炸事故实际,引入伤亡性和经济性两个优化目标,构建了一种在多出救点、多物资和多受灾点约束条件下的多目标应急物资调拨模型,并运用加权算法基本思想,确定了决策效用函数,同时结合瓦斯爆炸事故的时间紧迫度,在保证物资连续消耗的条件下,求解最优物资调度方案,并通过实例验证了可行性.     

基于人类可持续发展指数的中国1990—2010年人类-环境系统可持续性评价

中国经济的快速发展对人类-环境系统造成了巨大压力。如何全面地评估中国人类-环境系统可持续性已成为当前可持续性科学的一个研究热点。论文基于"人类可持续发展指数"在国家、区域和省三个尺度上系统评价了中国人类-环境系统1990—2010年的可持续性。研究结果表明,2010年中国人类-环境系统可持续性为中上水平,总体呈现东高西低的空间格局。1990—2010年中国人类-环境系统可持续性表现为增长趋势,中西部可持续性增长快于东部。经济和社会可持续性指标呈增加趋势,环境可持续性指标为下降趋势。可见,中国人类-环境系统可持续性的空间格局与动态变化均不协调,需进一步促进中西部社会经济发展及加强生态文明建设以实现社会、经济与环境可持续性的全面提高。     

落球检测技术的三维物质点法模拟研究∗

落球检测技术多用于测定填土路基的力学性质,但其可靠性缺乏深入的理论分析和对比验证。采用移动网格对落球检测的全过程进行三维物质点法模拟,通过改变被测土体的本构模型、弹性模量和强度参数(黏聚力、内摩擦角),分析土体的变形破坏特征,利用球体的加速度、接触时间和位移特征反推土体的变形模量和强度参数。模拟分析表明:当假定被测土体处于线弹性状态时,基于Hertz接触理论估算的弹性模量与模型设定值吻合较好;当被测土体发生较大塑性变形时,基于Hertz理论估算的变形模量以塑性变形为主,且在同一强度参数下趋于一致,基于修正Vesic空腔扩张理论估算的强度参数与设定值相差较大。在测试过程中,当土体以弹性变形为主时,估算的变形模量和强度参数具有一定的参考价值;当土体强度较低且以塑性变形为主时,估算的变形模量与平板载荷试验结果相差较大,其准确性存在一定问题。相关结论为评估落球检测结果的有效性、促进该技术的推广应用,提供了一定的参考依据。     

单液滴介观润湿行为理论模型与动态特征

为从介观尺度考察液滴在固体基面的铺展特性,基于格子玻尔兹曼方法(LBM),在D2Q9物理模型中,通过离散速度和作用力,建立单个液滴动态润湿二维模型;利用上述理论模型,结合解析解,验证模型准确性,进一步引入无量纲参数Bond数,表征重力与表面张力相对大小对液滴润湿轮廓的影响,定量分析气-液界面参数和壁面属性对接触角和铺展系数的影响特征。研究结果表明：终态接触角和铺展系数由固体基面固有润湿属性和表面力决定;势能和表面能的相互转化是液滴实现动态润湿的关键,介观尺度下液滴特征半径不大于25时,液滴越大,终态接触角越小,铺展系数越大,一旦超出区间临界值,终态接触角和铺展系数将趋于定值;固体基面属性越大,则亲水性越强,终态接触角越小,液滴越容易铺展;气-液界面属性的绝对值越大,则表面张力越小,铺展系数越大,润湿效果越好。     

区域轨道交通系统节点重要度及故障恢复研究

为提高区域轨道交通系统(RRTS)正常运营下的可靠性和故障情况下的弹性,分析区域轨道交通网络(RRTN)的拓扑特性,构建拓扑结构弹性评价模型,实现突发条件下系统弹性的定量评价;提出一种基于系统弹性的结构评价方法,根据节点重要度评价,识别出系统关键节点;应用弹性损失三角形,进行多种故障情况下系统最优恢复策略研究。结果表明:RRTN在Space L模型下具有无标度网络特性;系统弹性分析结合科普兰评分法,可以提高RRTS节点重要度评价的准确性;最优故障恢复策略从全局角度寻求不同恢复策略下系统弹性的最大值,优化了RRTS结构弹性和系统恢复能力。     

全球及区域碳模拟与源汇同化反演研究进展

近年来,全球和区域碳模拟与同化反演系统(简称“碳同化系统”)快速发展,并被广泛应用于不同时空尺度的碳通量和碳汇估算、碳排放量校核研究中,为支撑全球碳盘点提供了关键技术手段。文章回顾了国内外主要碳同化系统的发展历程和应用案例,总结了当前常见的全球和区域碳同化系统的结构和特点,包括使用的大气传输模式、同化方法、空间分辨率等内容;探讨了当前常见模型系统应用中的关键问题、不足与发展方向,以期为碳同化系统应用于我国环境管理和气候变化工作提供参考。     

基于空间尺度效应的山东省PM2.5浓度时空变化及空间分异地理探测

基于PM_2.5遥感数据,采用Theil-Sen Median趋势分析和Mann-Kendall显著性检验,分析2000~2021年山东省PM_2.5浓度时空变化特征,结合地理探测器,在省-市-县三级空间尺度上探测影响山东省PM_2.5浓度空间分异的影响因子影响力.结果表明：①时间上,2000~2021年山东省ρ（PM_2.5）均值在38.15~88.63 μg·m^-3之间,略微高于《环境空气质量标准》中可吸入颗粒物的二级标准限值（35 μg·m^-3）.在年际尺度上,2013年是ρ（PM_2.5）变化的峰值年,其值为83.36 μg·m^-3,据此将山东省PM_2.5浓度变化趋势分为两个阶段：持续上升和快速下降阶段.在季节尺度上,PM_2.5浓度呈现“夏低冬高,春秋居中”分布特征和先降后升的“U”型变化规律.②空间上,山东省PM_2.5浓度呈现出“西高东低”的空间分布格局,PM_2.5浓度高值区分布山东省西部地区,低值区则分布在东部半岛地区.PM_2.5浓度空间变化趋势呈现显著的空间异质性,极显著下降的区域主要分布在东部半岛地区.③因子探测结果表明,气候因子是影响山东省PM_2.5浓度空间分异的重要影响因素,平均气温对山东省PM_2.5浓度空间分异的影响最高,q值为0.512.省-市-县多尺度探测结果显示,影响PM_2.5浓度空间分异的影响因子及其影响力在不同空间尺度上具有差异性.省级尺度上,平均气温、日照时数和坡度是影响PM_2.5浓度空间分异的主要影响因子;市级尺度上,降水、高程和相对湿度是影响PM_2.5空间分异的主要影响因子;县级尺度上,降水、平均气温和日照时数是影响PM_2.5浓度空间分异的主要影响因子.     

中国生态环境质量与人类活动耦合机制及其影响因子

在可持续发展大背景下,深入探究中国生态环境质量与人类活动耦合机制并明确其影响因子,可为未来中国实现可持续发展目标提供一定的科学参考.运用趋势分析、耦合协调度、LMDI模型和最优参数地理探测器模型对中国生态环境质量与人类活动耦合机制进行探究和评价.结果发现:①在研究期间,中国耦合协调度、人类活动和生态环境质量均为增长趋势.人类活动和耦合协调度在空间上以胡焕庸线为界,呈现“东高西低”的分异规律.生态环境质量则表现出“南高北低”分异规律.②中国耦合协调类型转化的整体趋势为由低级向更高级的耦合协调类型转移.③基于最优参数地理探测器和LMDI模型分别发现,胡焕庸线以东绝大部分省区的耦合协调度其主导因子分别为社会经济因子和综合协调指数,该线以西绝大部分省区的耦合协调度主导因子分别为自然环境因子和耦合度.④评价人类活动变化对生态环境质量的影响,发现胡焕庸线以东主要为有利开发和有效保护类型,胡焕庸线以西主要为破坏开发和无效保护类型.胡焕庸线东西两侧地区应分别根据当地影响耦合协调度的先决条件以及人类活动和生态环境质量的相对关系,因地制宜选择优先发展地区,积极调整发展策略,走向生态环境质量与人类活动高级协调发展的可持续发展道路.     

二氧化锰颗粒对Hela细胞DNA损伤的尺度依赖性毒作用(英文)

为了观察二氧化锰颗粒物所致的尺度依赖性DNA损伤作用,将纳米尺度二氧化锰颗粒物(Nano-MnO2)和常规尺度二氧化锰颗粒物(Nor-MnO2)所致的DNA损伤进行了对比研究.将Hela细胞分别暴露于不同浓度(0、100、200、400μg·mL-1)的Nano-MnO2和Nor-MnO2中,染毒24h,采用彗星实验检测Hela细胞的DNA损伤水平.结果表明:与对照组相比,Nano-MnO2和Nor-MnO2均可使彗尾DNA百分比(TailDNA%)和尾矩(TailMoment)显著增加(p<0.01);而在同一浓度水平上,Nano-MnO2所致的DNA损伤则比Nor-MnO2所致的DNA损伤更为严重(p<0.01).结果提示:二氧化锰颗粒对Hela细胞DNA损伤具有尺度依赖性毒作用,纳米尺度比常规尺度二氧化锰颗粒毒作用更强烈.