第1层网格节点位置对局部通风流场解算结果的影响

用计算流体力学(CFD)软件对掘进工作面的流场进行模拟时,网格划分对局部通风流场的数值模拟解算结果有很大影响.在模拟解算过程中,通常运用壁面函数法来解算壁面附近的流场,该法要求紧挨壁面的第1层节点处于对数律层中.在网格划分时,第1层网格节点到壁面的距离一般都相等,由于局部通风掘进工作面的风速分布很不均匀,因此,让第1层节点都处于对数律层中是不可能的.分别模拟了第1层网格节点处于到壁面距离为1.5 cm、2.5 cm、4 cm、5 cm和10 cm的位置时局部通风掘进工作面的流场分布,并对比了第1层网格节点处于不同位置时各断面的最高风速、正风速和负风速的解算结果,且与Tomita的试验结果进行比较,提出了确定第1层网格节点位置的方法.处于对数律层第1层节点的比例越多,模拟结算的结果越精确.     

考虑纵横弯曲的空间杆系有限元计算

在普通刚架有限元计算模型的基础上 ,推导出了考虑空间纵横弯曲有限元的单元刚度矩阵和形函数 ,单元刚度矩阵和形函数考虑了轴力的影响。并以此编制了“kjgj”有限元软件 ,软件考虑了轴力引起的二阶效应。用平面和空间算例进行验证 ,单根杆件只剖分一个单元计算得到的精度可以达到商业软件剖分多个单元达到的精度。     

一维粘性泥石流运动的格子Boltzmann模拟

利用格子Boltzmann方法,对一维粘性泥石流的运动进行了定量化研究和数值模拟,为进一步研究泥石流的运动机制奠定了基础。在模拟一维粘性泥石流运动时,采用了含外力项的格子Boltzmann模型,通过对外力因子、平衡态分布函数的构造,使得宏观统计特性刻画了泥石流运动的非线性特征,成功模拟了泥石流的运动过程,获得了泥石流水深、流速两大要素的时空变化规律,为研究泥石流运动过程提供了一种新手段。     

火灾模拟结果误差分析的函数分析法

火灾试验结果和模拟预测结果常能表达成关于时间变化的曲线,为定量描述两种随时间变化曲线间相符合的程度,引入误差分析的函数分析法。采用适合于低Mach数流修正的N-S方程描述烟气的输运过程,使用大涡模拟和Smagorinsky亚格子模型,对封闭空间内的火灾过程进行数值模拟;对其计算结果的分析表明,函数分析法能定量对模拟预测曲线与试验曲线间的差别进行描述,模是两曲线值大小的相对误差的度量,余弦是两曲线形状相似程度的度量。     

不同升温速率下煤自燃机理函数的优化——基于人工鱼群算法

为了确定最优的煤自燃机理函数,首先采用热重实验和热解动力学方法建立煤氧化反应的热分析动力学方程,再利用人工鱼群算法对煤自燃氧化方程进行优化,最终确定最优的煤自燃机理函数。该方法能较好的确定最优化煤自燃机理函数,且具有较好的拟合效果。对不同变质的煤样进行煤自燃机理函数的人工鱼群算法研究,并以双鸭山东荣二矿14层采区的煤样为例进行热重实验分析,得到不同转化率下的活化能。利用人工鱼群算法对不同升温速率下所得的煤自燃机理函数方程进行优化,结果表明煤自燃的最概然机理函数类型为[-ln(1-α)]n,反应级数n随着升温速率升高而降低。     

Excel应用软件在环境监测数据统计分析中的应用

针对环境监测通常需要对大量的监测和检测数据进行统计、处理与分析,且多为重复性计算过程,导致工作量大、人工工作效率低、处理与分析时间长等,以Excel电子表格软件为技术手段,提出了更为精确和方便的修约函数公式,并通过《2010环境质量报告》中水质数据的统计分析对修约函数公式进行了实际验证.结果表明,与普通手工计算方法相比,通过Excel函数的计算,Excel工作表格计算结果更准确,也减少了大量的重复性人工计算过程,节省了工作时间,提高了工作效率,还可通过函数公式自动计算完成因基础数据发生改变(因上报错误或输入错误等)而产生的新分析结果.     

基于SPEI的云南中部区域干旱时空变化特征分析

利用云南中部地区1961~2010年逐月降水和气温资料,采用降水距平百分率和历史旱情资料验证了标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)在该地区的适用性,并采用Mann-kendall突变检验、Morlet小波和经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)等方法,分析了该地区干旱的时空演变特征,结果表明:(1)SPEI与降水距平百分率在时空上具有很好的相关性,验证了SPEI对降水变化的敏感性;(2)SPEI指数与历史旱情资料比较吻合,能够有效地反映云南中部区域的干旱特征;(3)年均SPEI呈波动下降趋势,干季SPEI降低趋势明显。年均SPEI存在着24a的主周期和9a的次周期,并于1977年发生了突变,此后开始降低,在整体上呈现出干旱化的趋势;(4)从SPEI的空间分布特征来看,其在整体上受大尺度气候系统的影响表现出一致的下降趋势,而在区域内部则表现出东南-西北(干热河谷)的反向结构差异。     

地下岩溶水环境质量评价模型研究

该文利用模糊数学和灰色理论的相关知识,根据地下岩溶水系统水化学动态特征和污染机理以及水文地质条件自身特点建立了地下岩溶水环境质量评价数学模型;并验证此模型,对西龙河峄山断层带水源地的地下岩溶水环境质量进行了综合评价。评价结果表明:该岩溶水系统大部分地区地下水的环境质量状况较好,局部地段较差,且地下水环境质量的分布特征与区域水文地质条件及水源地补给排泄关系具有较好的相关性。此结论与运用加权均值型指数评价法得到的结论相同,这说明此模型的建立是合理的,评价结果是完全可靠的。     

不同情景模式下雄安新区的水资源利用效率和节水潜力分析

雄安新区是千年大计、国家大事,水资源短缺与水体污染成为制约其发展的主要问题。从水资源利用效率及节水潜力视角出发,以深圳发展历程为标杆,结合情景分析与方向性距离函数等模型,展示到2035年不同情景的雄安水资源利用效率及节水潜力发展图景和路径。研究表明：从利用效率看,在基准、起步、建成情景下雄安呈现出由低效率区到较高效率区再到高效率区的变化态势。从节水潜力看,效率改善空间减小、技术落差比增加等表明雄安节水潜力得到充分挖掘。杜绝污水直排、积极发展污水处理技术、优化新区产业结构等是促使水资源利用效率提高的有效手段,是雄安实现绿色生态发展的重要保障。     

工业部门低碳化驱动因素与脱钩路径分析——以安徽省为例

减少工业部门碳排放是实现中国碳达峰、碳中和目标的关键路径之一。为识别工业碳排放的影响因素及其减排贡献,厘清工业部门碳排放与经济发展间的脱钩路径,以2006～2019年安徽省工业碳排放为例,集成C-D生产函数、LMDI模型与Tapio解耦模型量化评估了工业部门的低碳化驱动因素及其脱钩路径。结果表明：(1)考察期内安徽省工业部门碳排放累计净增1 076.70万t,碳排放总量呈阶段性变化并在2013与2016～2018年实现了减排效果。(2)工业部门投资与工业技术水平导致了安徽省工业部门碳排放的快速增长,而能源强度的减排作用最为显著,能源结构、经济结构和劳动力投入在一定程度上抑制了工业CO₂排放,特别是劳动力投入呈现先促进后抑制的变化趋势。(3)安徽省工业CO₂排放与经济发展间的脱钩状态有4种：弱解耦(2008～2012和2014～2015年)、强解耦(2013和2016～2018年)、扩张耦合(2006～2007年)和扩张负解耦(2019年);抑制脱钩因素有技术水平和资本投入;促进脱钩因素有能源强度和经济结构;其中能源结构和劳动力逐渐由抑制脱钩转...