面源模式的通用算法探讨

提出了矩形面源扩散模拟计算的数值积分法和中心虚点源法,以及二者结合的综合法,并用算例进行了计算精度、计算速度和结果连续性的对比.结果表明:与传统的后置虚点源法及其改进算法——谷清经验法相比,该算法与理论真值的相对误差可从20%以上降低到3%以下,并且可以准确地反映风向和面源的形状,但在计算量上要增大十几倍到上百倍.对于任意不规则面源,提出了正方形分割算法,并对分割正方形的取舍采用简便的重心判断法,以准确方便地模拟其形状.综合运用笔者提出的适于机算的通用面源算法,对不同的计算任务权衡速度和精度采用合适的算法,可以处理各种气象条件下任意形状面源的扩散计算,并可取得理想的计算精度.      

多热源分散程度的数学模拟及对置换通风影响

通过建立多污染热源置换通风的三维数学模型,根据数值解分析三热源位置变化对多污染源置换通风效果的影响,结果表明:热源的位置变化对多污染热源置换通风效果的影响是很大的,房间内热源应紧凑布置以利于提高通风效果和节能。     

浓缩型入口下排气旋风分离器流场和性能的数值计算

运用CFD方法,对浓缩型入口下排气旋风分离器内的气固两相流动进行了研究。计算中气相采用RNGk-ε湍流模型,颗粒相采用拉格朗日坐标系下的离散相模型。重点计算了分离器流场、分离效率及其阻力特性,结果表明,采用浓缩入口后分离器内流场发生明显改变,分离器上部切向速度明显提高,有利于大颗粒的分离。同时通过对不同浓缩结构旋风分离器的分离效率和阻力特性进行分析比较,为工程设计提供了依据。     

高喷插芯组合群桩竖向承载特性的数值分析

高喷插芯组合桩(简称JPP)是一种新型的复合材料桩,具有承载力高、造价低等优点。利用岩土工程专业软件FLAC3D对JPP群桩竖向承载特性进行了数值模拟分析,讨论了桩数、桩间距、桩长、不同组合形式、不同水泥土弹性模量等对竖向承载特性的影响。结果表明:承载力随着桩数的增加而减小,但16根群桩与25根群桩的承载力相差不多,16根群桩承载力可以代表16根以上群桩的承载力;桩间距越大,承载力越小,桩间距宜采用3倍的JPP组合桩径或4倍的芯桩桩径;承载力随着桩长的增加而增加;分段组合形式承载力效果较好,实际工程施工中宜采用之;水泥土弹性模量对竖向位移没有影响,但水泥土弹性模量越大,芯桩轴力越小。     

土壤中镉、锌离子的单一及竞争吸附研究

采用等温吸附法探讨了重金属镉、锌在青岛地区3种主要土壤(棕壤、潮土和砂浆黑土)中的吸附特征.结果表明,在质量浓度为20～500 mg/L的单一重金属等温吸附试验中,棕壤和潮上对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量相近,而黑土对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量明显高于棕壤和潮土.Cd~(2+)、Zn~(2+)的双组分竞争吸附表明,3种上壤对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量与其单独存在下的情形相比都有所下降.质量浓度分别为20～500mg/L的两种重金属元索等馈竞争吸附时,这3种土壤对Cd2+的吸附量比对Zn~(2+)的大.非等量竞争吸附试验的结果表明,3种土壤中,500mg/L的Zn~(2+)对100 mg/L的Cd~(2+)吸附量的影响均比同浓度的Cd~(2+)对Zn~(2+)的影响大.用Langmuir和Freundlich方程对这两种重金属离子的等温吸附试验数据进行拟合,均呈极显著相关关系.     

基于仿真的高速公路紧急事件交通流特征研究

研究高速公路紧急事件下的交通流特征,对于减少高速公路拥挤、降低二次事故、提高通行能力有重要的作用。由于高速公路紧急事件具有偶然性、不可预测性的特点,在实际调研中往往难以及时捕捉到交通事件的相应信息,导致源数据不足进而影响研究的进行。本文通过微观仿真手段,结合实地调研获得紧急状态下车辆运行参数,在AIMSUN仿真环境下加载紧急事件,建立了高速公路微观路段的仿真模型。并将路段平均车速、密度、最大排队长度等作为指标,定昔计算紧急事件下各种交通参数的变化规律。最后与调研结果进行了对比,表明仿真结果与实际情况较为一致。     

有限元数值模拟在巷道掘进中的应用研究

利用有限元分析进行数值模拟井下巷道分步开挖,对巷道应力、位移、应变进行了分析,改善了应力分布,有效减少了瓦斯涌出。本文利用数值模拟分步开挖并应用于实践,通过现场试验论证得出合理的分步开挖顺序改变了岩石应力集中,减少了瓦斯涌出量。     

特大黄土滑坡事故责任认定中的岩土力学问题

在滑坡影响因素研究的基础上,采用极限平衡和数值模拟的方法分析了西部某矿山特大黄土滑坡灾害的发生机理,认为此次滑坡是在断层和地下开采等不利条件下,由大气集中降水诱发黄土湿陷形成的推移式滑坡,与管线漏水形成的“过湿带”不构成直接因果关系,为事故责任认定,解决矛盾纠纷提供了理论依据。     

Modeling of air quality with a modified two-dimensional Eulerian model： A case study in the Pearl River Delta （PRD） region of China

A modified two-dimensional Eulerian air quality model was used to simulate both the gaseous and particulate pollutant concentrations during October 21-24, 2004 in the Pearl River Delta （PRD） region, China. The most significant improvement to the model is the added capability to predict the secondary organic aerosols （SOA） concentrations because of the inclusion of the SOA formation chemistry. The meteorological input data were prepared using the CALMET meteorological model. The concentrations of aerosol-bound species such as NO3^-, NH4^＋, SO4^2-, and SOA were calculated in the fine particle size range （〈2.5 μm）. The results of the two-dimensional model were compared to the measurements at the ground level during the PRD Intensive Monitoring Campaign （IMC）. Overall, there were good agreements between the measured and modeled concentrations of inorganic aerosol components and O3. Both the measured and the modeled results indicated that the maximum hourly O3 concentrations exceeded the China National Air Quality Standard. The predicted 24-h average SOA concentrations were in reasonable agreement with those predicted by the method of minimum OC/EC ratio.     

湖北省土地利用减碳增效系统仿真及结构优化研究

土地利用变化是引起碳排放的重要原因之一,土地经济效益是利用土地的目标之一,如何通过优化土地利用结构实现土地利用减碳增效是值得研究的重要问题。基于系统结构与功能相互作用的视角,梳理复杂系统内变量间的反馈关系,运用系统动力学(SD)进行建模,将约束条件纳入到多目标规划(MOP)中,实现MOP与SD模型整合,进行系统仿真并得出优化后2020年湖北省土地利用结构。结果显示,利用SD-MOP模型能够实现减碳增效目标下土地利用结构优化,与2008年真实值相比,耕地、林地、牧草地及建设用地分别增加了0.33×10~4、30.17×10~4、0.08×10~4和16.37×10~4 hm~2,其他农用地及未利用地分别减少7.23×10~4、33.15×10~4 hm~2;与无约束SD单模型仿真相比,土地利用碳排放量减少了58×10~4 t,经济效益年增长率维持在3.58%,优化方案具有可行性。SD-MOP模型优化的土地利用结构符合区域可持续发展要求,兼顾了土地利用碳减排和经济效益增长的双重目标,能为区域土地资源优化配置提供参考。