黄荆自然保护区植物区系的初步研究

黄荆自然保护区地处四川盆地与云贵高原的过渡地带,地带性植被为亚热带偏湿性常绿阔叶林,有种子植物165科745属1521种,其中裸子植物9科19属24种,被子植物156科726属1497种.该区特殊的自然条件和复杂的地质构造,使其成为多种植物地理成分的汇集地,并成为我国乃至全世界亚热带(同纬度)地区保存较好的常绿阔叶林植被群落,具有极高的研究价值和生态价值.根据近年来的科学考察,认为黄荆自然保护区植物区系的种类丰富、珍稀特有植物较多、起源古老、区系成分复杂,显示出多方植物交汇的特点.     

高压储氢系统泄漏爆炸事故的动力学演化

为研究燃料氢气泄漏、爆炸的特性和规律,预防高压储氢系统中氢气泄漏爆炸事故发生,以加氢站为背景,数值仿真45 MPa高压储罐氢气泄漏并引发爆炸事故,分析泄漏爆炸动力学性质以及爆炸波在非均匀氢气浓度中的传播机制。同时,基于泄漏爆炸事故演化的力学机理,开展氢气泄漏爆炸动态风险分析,针对氢气不同泄漏量,建立泄漏扩散形成的气云体积、气云爆炸产生的冲击波与空间x,z方向上危害距离之间关系。研究结果表明：氢气泄漏过程中,气云氢气浓度变化与流场雷诺数具有较好一致性;氢气扩散受到高压储氢罐周围装置影响,流场中氢气浓度分布不均匀;当发生燃烧爆炸事故时,冲击波参数和湍动能变化梯度大;得到复杂布局区域冲击波超压峰值与比例距离之间关系式,其相比于理论方法更精细、计算结果更准确。研究结果可为降低高压储氢系统泄漏爆炸事故后果、采取有效防护措施提供一定依据。     

约束空间可燃气体燃烧爆轰特性的数值研究

在可燃气体的输送、贮存、加工和使用过程中,容易发生可燃气体的燃烧和爆炸事故。文中基于有限体积方法,采用五阶WENO格式进行左右状态量的重构后,利用ROE格式进行空间离散,自行开发程序对甲烷氧气的气相爆轰波传播过程进行了数值研究。计算结果表明:在CH4质量分数为10%的混合气体中,高温高压气团可诱导气相发生爆轰,爆轰波以2133.3 m/s的速度传播。在带有障碍物的约束空间内,文中分析了障碍物不同高度、不同间距条件下爆轰波传播时波的绕射、马赫反射等现象,给出障碍物表面压力随时间变化历程和冲量值,揭示波与障碍物的相互作用机理以及由此引发流场的变化规律,为有效地控制可燃气体的燃烧速率、防治爆炸灾害的发生提供理论依据。     

大断面/中断面、长距离隧道施工通风特性及风险分析

针对上海崇明越江遂道(大断面)及青草沙原水工程越江(中断面)超长距离隧道,基于通风的有关理论建立物理数学模型,利用有限体积方法和SIMPLE算法,研究隧道施工中盾构机掘进面附近流场的湍流特性.参照隧道内作业环境标准,讨论大断面隧道掘进面环境温度较高的情况与中断面隧道发生有害气体意外泄漏的事故,分析相应的通风方案对盾构机工作区域热量释放及对有害气体扩散的控制.     

雾天气下二次气溶胶均质成核生长过程

二次气溶胶的核化过程涉及分子杂乱运动和碰撞,在分子间的范德华力作用下,大气环境系统中产生分子聚合,形成分子团、胚胎和核.基于此建立二次气溶胶核化和生长模型,并且采用颗粒群平衡模拟和多重蒙特卡洛方法,对雾天气下水汽均质同分子核化及H₂O-H₂SO₄均质异分子核化的过程开展热力学和动力学数值研究. 结果表明:在水汽均质核化过程中,当水汽过饱和比从2增至10时,水汽的成核速率增加约73个数量级,形成临界胚胎所需的分子数降低了97.3%. 而对于H₂O-H₂SO₄均质异分子核化过程,在环境温度271.15 K,气态H₂SO₄分子数浓度为5×107cm-3条件下,当RH(相对湿度)由80%增至100%时,二次气溶胶成核速率增加1.4倍;在气态H₂SO₄分子数浓度较高、RH较大时,核化形成的临界胚胎粒径较小. 经过均质核化生长后,二次气溶胶粒径处于1.5～3.5 nm.      

青草沙输水隧道安全施工通风模型及湍流流动特性研究

随着我国隧道总里程的迅速增加,隧道施工的通风问题日益突出。文中将着重分析上海市青草沙水源地原水工程7200m过江隧道施工的通风问题,即从流体力学的三维不可压缩雷诺时均Navier-stokes方程出发,基于RNGk-ε湍流模型及近壁区两层壁面模型,采用有限体积方法和SIMPLE算法,对隧道内湍流流动进行数值模拟。数值分析有害气体的分布情况,讨论正常施工、发生事故时不同通风量条件下,隧道盾构掘进工作面附近流场、温度及有害气体浓度的变化规律。得出：对于隧道施工中有害气体的连续泄漏事故,随着通风风量的增加,有害气体的浓度逐渐降低。对于有害气体瞬时泄漏的事故,当盾构机架通风管的通风量约为380.00m3/min,放置于机架中部附近的排风管压力为200Pa时,隧道施工的通风效果最佳。本文涉及的通风方式和有关的研究结果为保证隧道施工的安全性提供理论依据。     

雾霾天气颗粒污染物的特性及吸收气态污染物过程的分析

随着雾霾天气空气污染问题的日益突出,消除气候灾害,净化空气,引起了人们的关注.文章讨论了雾霾天气形成的条件、颗粒污染物的物化及运动特性,建立了气态污染物SO2在气溶胶颗粒内外流场扩散传质的数学物理模型;基于有限体积法数值分析了在雾霾天气由气溶胶颗粒物及气态污染物组成的大气系统中,气溶胶颗粒吸收气态污染物的过程.计算结果给出了气态污染物在气溶胶颗粒内部的富集度和传质饱和时间;讨论了随时间发展气溶胶颗粒内部SO2污染物浓度沿径向的分布情况,为发展有效的大气污染控制措施提供理论依据.     

公路隧道内危险物质泄漏扩散的研究

针对隧道内装有危险物质 (乙炔 )的载重车在行驶过程中发生小孔泄漏导致乙炔扩散的情况 ,建立了物理数学模型。即采用有限体积法和Simple算法 ,求解雷诺时均的Navier Stokes方程和k ε湍流模型。分析了车辆行使过程中危险物质释放前后隧道内的流场和两种释放方式下 (水平释放、垂直释放 )乙炔的浓度分布 ;针对不同的泄漏方式 ,考虑了后面跟随车辆及隧道顶部通风对乙炔扩散过程的影响 ;得出了有意义的结果 ,为进一步了解实际情况下危险气体扩散行为 ,并加以控制和减少事故提供了理论依据。     

不同水期澜沧江梯级水库浮游植物群落结构空间分布特征

建坝造成了河流水环境的差异,会导致浮游植物群落具有明显的空间异质性.为探究梯级水库河流的浮游植物分布,本研究选择澜沧江为研究区域,于2018年3月—2019年5月在上游河道、苗尾、功果桥、小湾、漫湾、糯扎渡、景洪、景洪坝下开展了浮游植物的调查.对比了丰、枯水期浮游植物群落结构、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数的变化特征,采用Spearman相关性分析确定丰、枯水期浮游植物密度与环境因子间的关系.重点讨论了浮游植物密度较高的小湾和糯扎渡库区浮游植物的年内变化特征.研究结果表明：澜沧江干流丰、枯水期各库区浮游植物种类均以河流型硅藻为主,绿藻门次之;浮游植物密度分别为0.02×10⁶ ~ 16.74×10⁶ cells?L^-1和0.26×10⁶ ~ 9.41×10⁶ cells?L^-1;丰水期藻密度、生物量、浮游植物多样性、均匀度指数均高于枯水期;小湾和糯扎渡的浮游植物密度及生物量均高于其他库区,全年平均值分别为9.35×10⁶ cells?L^-1和2.19×10⁶ cells?L^-1;两库的浮游植物群落具有明显差异,浮游植物密度分别在2019年5月和4月达到最高,相关性分析表明氮素是影响浮游植物群落结构变化的关键因子.本研究可为梯级水库河流的水生态环境保护提供一定的支撑和参考.     

基于两相流模型数值研究可燃颗粒燃烧爆轰的特性

粉尘爆炸是工业爆炸灾害的重要形式。建立可燃颗粒非均相系统的燃烧爆轰模型,基于Eulerian-Eulerian数值描述方法,采取有限差分方法编制非均相系统燃烧和爆轰发展的数值模拟程序,对封闭空间内两相非定常爆轰过程进行研究。数值分析可燃颗粒尺度、颗粒浓度对非均相系统燃烧、爆轰特性的影响。结果表明:在一定的范围内,当可燃颗粒的体积分数为10%,粒径0.5mm时,流场的燃烧爆轰效应最强。即10.6ms时刻,流场压力值达到28MPa,温度高达2600K,颗粒燃烧效率最高。