武汉地铁区间隧道地表沉降规律探讨

本文通过对武汉地铁2号线区间隧道地表变形进行连续监测和监测数据的分析,得到了该工程条件下隧道地表沉降的变化规律,并采用有限元数值模拟方法对隧道开挖引起的地表沉降量进行了计算,其结果与监测数据吻合较好,验证了数值模拟方法所得到的地表沉降变化规律的准确性.该研究可为类似工程及地表变形的监控量测工作提供借鉴和指导.     

利用箱式模型研究PFCs的大气化学特征

全氟化合物(PFCs)是一种典型的新型持久性有机污染物(POPs),具有疏油、疏水耐高温等特性,化学稳定性强,近些年被广泛应用。由于其可以在环境中长期稳定存在并对生物体产生较大毒害作用,目前已经引起了全世界的关注。全氟调聚醇(FTOHs)在大气中的迁移和氧化并形成最终产物被认为是PFCs最终产物在全球分布的主要原因之一。全氟辛酸(PFOA)是一种重要的最终产物,而2-全氟辛基乙醇(8∶2 FTOH)是其主要的前体物。该研究基于加州理工大气化学机理(CACM)基础上开发了考虑PFCs的CACM_PFC机理,并基于CACM_PFC机理以8∶2 FTOH和N-乙基全氟正丁基磺酰胺(NEt FBSA)为主要前体物建立了箱式模型,模拟PFCs的前体物在大气中经过氧化最终转化成PFOA的一系列反应过程,分析气象因素和其他污染物对PFCs浓度变化的影响。结果表明:高温和高湿条件有利于8∶2 FTOH的转化和PFOA的生成。其他污染物如O_3能够促使PFCs向最终产物转化;NO_x对PFCs浓度的影响比较复杂,当NO_x浓度占主导时,NO_x会与CH_3O_2形成竞争抑制PFOA的生成,所以PFOA浓度较低;当CH_3O_2浓度占主导时PFOA浓度则较高。     

磷石膏基充填料浆长距离管道输送特性研究

针对磷石膏基充填料浆在管道输送中易磨损等问题,测定了料浆的理化参数,确定了料浆流变模型,运用FLUENT软件对料浆的管道输送过程进行数值模拟,探究料浆输送过程中的压力、流速、剪切应力的分布规律,计算沿程阻力损失,并通过料浆在L型管道中的输送试验对数值模拟结果进行验证。结果表明:数值模拟结果与试验结果相差10%左右,说明利用数值模拟方法可以为矿山充填管路的设计提供依据。     

隔声屏障对街道峡谷污染物扩散的影响

对带有隔声屏障的街道峡谷内流场和污染物浓度场进行了数值模拟,探讨了风速、隔声屏障高度及与建筑物间的距离对流场及污染物扩散的影响。模拟结果显示:街谷内由1个稳定的主涡及街角两侧隔声屏障所在区域的3个附属涡组成。隔声屏障改变了街谷底部的流型,提高了街谷内的x、y方向速度峰值,但在隔声屏障附近区域x方向速度场明显减弱,这也是污染物聚集原因之一。与无隔声屏障相比,隔声屏障的存在物理性阻隔了污染物扩散路径,提高了街道峡谷内污染物浓度峰值,其中行人高度处背风面污染物浓度升高27.51%~28.72%,迎风面污染物浓度升高11.64%~19.99%。街谷内污染物浓度的分布和峰值由风场、隔声屏障高度及与建筑物之间的距离共同决定。     

地球系统模式CESM模拟的ENSO变率与中国东部降水格局

根据地球系统模式（CESM）的千年控制模拟试验结果,以Niño3.4区的逐月海表温度变化为指标,辨识了212次El Niño事件、226次La Niña事件;分析了El Niño和La Niña事件发生当年及次年中国东部5-9月降水异常的空间格局;探讨了ENSO与华北、江淮、江南和华南4个区域旱涝的关系。结果表明：El Niño事件发生的当年5-9月,华北和华南地区降水减少2%~10%,长江中下游地区降水略有增加（0~2%）;次年,江南地区转为降水增加（2%~10%）,华北北部降水继续减少。在La Niña事件发生的当年,华北地区降水偏多（增加2%~10%）;次年,江淮地区降水显著减少（2%~5%）。ENSO增强会导致降水变幅加大。在El Niño衰减并向La Niña快速发展的年份,江南地区出现洪涝灾害的概率较其他年份高1倍以上。这些认识为深入揭示气候系统内部年际变率对中国东部降水格局变化与区域旱涝的影响作用、理解2016年长江中下游发生重大洪涝灾害提供了异常天气气候背景依据。     

低磷浓度下鸟粪石结晶成粒及反应器流态模拟

为扩大鸟粪石(MAP)结晶成粒技术的应用范围,对低磷浓度下MAP成粒最优条件进行了研究.试验得出该技术应用的磷浓度应大于50mg/L,并在此基础上研究得到低磷浓度条件下MAP结晶成粒的最佳条件:pH 9.0,磷氮物质的量比1:8.此时生成的MAP平均粒径为0.56mm,总体积生长率为4.95cm³/h,纯度可达99.9%.为进一步优化流化床反应器中MAP成粒条件,利用CFD商用软件(Fluent 6.3)对反应器流态进行了模拟.结果表明:MAP流化床反应器的生长区能够形成明显的自下而上的水力分级,截面流速也较为均匀,有利于颗粒的生成,但沉淀区和进水区存在死区、涡流等不利条件.因此,有必要改进生长区和沉淀区的连接方式以及进水管的分布,以获得更为优质的MAP颗粒.     

基于嵌套模型的地下水侧向径流边界刻画方法研究——以湖北碾盘山冲积平原地下水数值模拟为例

侧向径流边界的刻画方法是地下水数值模拟中的关键问题。以湖北碾盘山汉江水利水电枢纽工程为例,基于有限单元法和嵌套模型的水量转换方法,分别建立包括完整水文地质单元的区域模型和仅包含汉水Ⅰ级阶地的平原区模型;通过区域模型的分区水均衡运算,计算平原区侧向径流边界的径流量,并以区域模型水均衡为框架,分别采用二类流量边界和一类水头边界刻画侧向径流边界,建立了平原区模型;深入分析区域模型和平原区模型间参数和水量的转换关系,并对比了两类边界条件刻画方法的优缺点和适用条件。结果表明:采用嵌套模型能够得到较为准确的地下水侧向径流量;在平原区模型中采用二类流量边界刻画侧向径流边界有利于提高平原区模型的精度和稳定性;边界条件除具有双重含义外还具有双重特征,在模型建立过程中应充分认识边界条件的位置特征和数量特征,并合理概化。     

分子模拟方法在爆炸反应机理方面的应用进展

针对爆炸过程反应机理异常复杂,实验检测手段对其认识匮乏的现状,综述了量子化学、反应分子动力学等分子模拟方法的特点及研究进展,分析了分子模拟技术在燃爆机理研究中的应用进展,包括量子化学方法对于燃料热解/燃烧、瓦斯等可燃体系爆炸过程的微观基元反应步骤、反应能垒及热力学参数的计算,以及反应分子动力学(ReaxFF MD)在含能材料、可燃混合气等复杂爆炸体系获取可能的反应路径及中间自由基变化的应用。对分子模拟方法在爆炸领域研究的应用提出了建议及展望,指出ReaxFF MD和密度泛函理论(DFT)相结合是一种研究复杂爆炸体系微观反应机理极具潜力的方法,借助先进的分析检测手段对模拟方法的验证及修正,能获取更准确、全面的微观反应动力学模型。     

低温干式接头密封失效泄漏扩散数值模拟

针对低温干式接头密封失效造成甲烷泄漏的情况,采用CFD软件FLACS对LNG气化后的泄漏扩散过程进行数值模拟,对甲烷扩散过程的浓度分布及云团扩散速度进行研究,并分析了泄漏过程中可燃气体云团量的变化情况。结果表明:LNG泄漏后迅速气化扩散,40 s后各监测浓度维持稳定;最远扩散距离约40 m,气体扩散总范围最长直径约70 m,扩散最高处大约1.5 m; 120 s内LNG泄漏量为30 kg,气化后天然气体积为42.3 m~3,可燃气体云团量为140 m~3;LNG泄漏吸收空气中的热量,在地面形成流动层,贴近地面浓度高,远离地面浓度低,随着高度上升气体的可燃爆炸危险区域逐步缩小。