用二相流理论进行承压试验的内破裂问题的预报

用压力试验筒来研究水下耐压结构的强度与稳定性问题已成为一种公认的有效方法。这种试验有破坏性和非破坏性二种,但是,不管那种性质的试验都存在着一种承压结构在试验时破坏的可能性。如果试验结构突然破坏会不会给试验装置带来危险,这一直是人们所关心的问题,即内破裂(impiosion)问题。本文以西德GKSS研究中心典型的GUSI水下模拟装置为对象,对内破裂问题进行了理论分析并用计算流体力学方法进行了研究,首次试用二相流理论计算预报了内破裂情况下的计算域内压力、相态及流动情况,取得了一些较好的结果并已被西德国家研究中心采纳应用。文中就研究工作的理论部分以及二相流计算有关问题作了介绍,供有关研究人员参考讨论。     

柱色谱分离-分子筛络合洗脱过程中正构烷烃单体碳同位素分馏研究

应用气相色谱-气体同位素质谱(GC-C-IRMS)分析正构烷烃单体碳同位素之前,需要对饱和烃样品中正构烷烃和异构烷烃进行预分离、富集,在预分离和富集过程中正构烷烃单体碳同位素是否发生分馏是高精度分析正构烷烃单体碳同位素比值(δ~(13)C)的关键。本文以正构烷烃混合溶液为对象,利用柱色谱、5■分子筛络合、环己烷-正戊烷混合溶剂两次洗脱,GC-C-IRMS分析正构烷烃单体碳同位素,研究前处理过程中正构烷烃单体碳同位素是否发生分馏。结果表明:使用柱色谱分离前后,多数正构烷烃单体碳同位素比值相差-0.2‰～0.2‰;当5■分子筛不完全络合时,未络合的正构烷烃单体碳同位素比值偏重约0.7‰,可能发生了微弱的碳同位素分馏,但并未影响洗脱后的正构烷烃单体碳同位素比值;使用环己烷-正戊烷混合溶剂洗脱前后,碳同位素比值相差-0.2‰～0.5‰,以同样方式洗脱第二次,获得的正构烷烃单体碳同位素比值与模拟样品相差-0.3‰～0.2‰。分析不同回收率(20%)正构烷烃的单体碳同位素比值,处理前后的差值基本在0.3‰以内,可见当正构烷烃回收率低至20%左右时,其单体碳同位素仍未发生明显分馏。柱色谱分离-5■分子筛络合-混合溶剂洗脱方法适用于回收率大于20%的正构烷烃单体碳同位素分析。     

不同鲜重秋茄胚轴形态及其对幼苗生长的影响

为了探讨不同鲜重秋茄胚轴的表型性状和营养成分含量差异, 及其对幼苗生长的影响, 确定浙江省秋茄胚轴质量标准, 提高造林质量, 本研究采集4.0~5.0g、5.0~6.0g、6.0~7.0g、7.0~8.0g、8.0~9.0g、9.0~10.0g共6组不同鲜重的秋茄胚轴, 测定其表型性状、营养成分含量和幼苗生长性状。结果表明, 胚轴长度、横径、顶径随着胚轴鲜重的增加而显著增加。不同鲜重等级胚轴间的氮(N)、磷(P)、钾(K)和有机碳百分含量差异不显著, 但随着秋茄胚轴鲜重增加, 淀粉百分含量显著减小。单根胚轴的营养成分总含量随胚轴鲜重的增加而显著增加。胚轴的C:N、N:P和C:P值在鲜重7.0~8.0g等级时均显著高于其他鲜重等级。幼苗生长高、基径、叶片数及生物量随胚轴鲜重的增加而显著增加, 但在5.0~6.0g、6.0~7.0g和7.0~8.0g等级间幼苗茎干重、叶干重、净生物量和总生物量差异不显著。胚轴表型性状与幼苗生长指标之间的相关性均呈显著水平(P<0.05), 除胚轴P总含量与生长高之间的相关性不显著外, N、K、Na、有机碳、淀粉总含量与幼苗生长指标之间均呈显著正相关关系(P<0.05)。主成分分析和综合评价结果表明鲜重7.0g以上的胚轴优于其他鲜重的胚轴。秋茄幼苗生长高和净生物量与胚轴鲜重的回归分析R²分别为0.978和0.951, P均小于0.01。胚轴鲜重大于5.22g时, 幼苗生长高急剧增加; 鲜重大于8.74g时, 幼苗净生物量增长加快。因此, 秋茄胚轴鲜重越大, 营养物质含量越高, 越有利于幼苗生长。在浙江省的秋茄林种植中, 应优先选择鲜重7.0g以上的胚轴。     

三江平原毛薹草沼泽中螺类的碳、氮稳定同位素特征及其食物来源结构

螺类作为淡水沼泽中无脊椎动物的重要类群,是淡水沼泽食物网的重要环节。为了确定三江平原毛薹草(Carex lasiocarpa)沼泽螺类的营养级特征和食物来源结构,测定了毛薹草沼泽中的6种植物、水体中颗粒有机物(particle organic matter,POM)和18种螺的δ~(13)C和δ~(15)N特征。结果表明,毛薹草沼泽水体中颗粒有机物的δ~(13)C值范围为-30.9‰~-28.5‰,δ~(15)N值范围为-0.60‰~2.86‰;6种植物的δ~(13)C值范围为-28.5‰~-25.22‰,δ~(15)N值范围为-0.60‰~0.44‰;螺类的δ~(13)C值范围为-32.93‰~-25.73‰,δ~(15)N值范围为-0.46‰~2.99‰;18种螺的δ~(13)C值的变化幅度为7.2‰,表现出其食物来源的差异。同位素混合模型分析结果表明,水体中颗粒有机物是大部分螺的食物基础,一部分螺的食物直接来源于沼泽中的植物;不同属的螺的食物来源存在显著差异。沼泽中18种螺的营养级为1.02~2.04,除了梯旋萝卜螺(Radix plicatula)外,其它都为初级消费者。螺的碳、氮同位素特征能够反映出螺的食性和营养级水平。     

白令海峡治理的合作机制研究

近年来随着北极冰盖的融化,北极通航已成为可能,而白令海峡作为北极航道重要的出口/入口,其战略地位也将逐步显现并被各国关注。在讨论白令海峡的治理与合作时,首先要明确白令海峡是用于国际航行的海峡,而作为海峡沿岸国的美国和俄罗斯对于白令海峡的管控与合作将成为影响未来北极航行的重要因素。为同时保障海峡沿岸国与使用国的利益,可借鉴马六甲海峡的治理经验,在现有治理机制的基础上进一步深化海峡沿岸国与海峡使用国的合作机制。中国作为海峡使用国也有必要积极参与白令海峡的合作治理。     

Predicting size effect on diffusion-limited current density of oxygen reduction by copper wire

The size effect of copper wire radius (0.04–0.82 mm) on the diffusion-limited current density of an oxygen reduction reaction in stagnant simulated seawater (naturally aerated 0.5 mol/L NaCl) is investigated by potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and compared with the results obtained in 0.5 mol/L H2SO4. In the oxygen diffusion-limited range, size effect is found to occur independent of electrolytes, which is attributed to non-linear diffusion. Additionally, to sati...     

锚固体应力分布规律的数值模拟分析

采用非线性有限元法,分析了全长粘结式锚杆在荷载作用下剪应力的分布规律,同时研究了被加固岩土体的性质对锚固体剪应力分布规律的影响。并将数值模拟的结果与理论计算以及试验结果进行了对比分析。分析表明,锚固体剪应力的分布非常不均匀;当荷载不大时,锚杆所受的剪应力分布范围较小,而最大剪应力数值较大;随着荷载的加大,剪应力的分布范围有向下扩展的趋势,但扩展的速度比较慢;锚固体所受的剪应力的大小和分布与岩体性质有密切的关系,岩石越坚硬,剪应力分布越集中,最大剪应力的数值越大;而岩体越松软,剪应力分布就越均匀,最大剪应力的数值就越小。     

基于M-BEMT2.0研究串列海流发电机的水动力性能

海流发电机(MCT)是开发海洋可再生能源的重要装置。在预测海流发电机水动力性能方面,修正叶素动量理论(M-BEMT)方法被验证是一种简单有效的方法。为了进一步提高M-BEMT方法的适用性和准确性,基于M-BEMT方法开发M-BEMT2.0方法包括时均法(TA-BEMT2.0)和瞬态积分法(TI-BEMT2.0),新方法考虑了来流的轴向非均匀性和周向非均匀性。首先使用文献的试验结果验证均匀来流时新方法的适用性。然后使用计算流体力学(CFD)计算结果验证非均匀来流时新方法的适用性。最后结合新方法和CFD方法深入研究两个串列排布海流发电机(MCTA)的水动力性能。基于M-BEMT2.0研究发现,均匀来流时计算结果与试验结果基本吻合,非均匀来流时新方法的计算结果优于M-BEMT的计算结果。对于MCTA,当第一个MCT的叶尖速度比越大,第二个MCT功率比和推力比恢复到90%的距离越短。     

区域构造与演化控制下煤层气富集高产典型模式

煤层气勘探开发对改善我国能源结构、解决煤矿灾害与生态环境问题意义重大。结合我国区域构造与演化过程及煤层气地质条件,将煤层气富集产气模式划分为4种主要类型:构造简单裂隙系统、褶皱系统(较浅向斜轴部、褶皱翼部、次级构造高部位)、冲断构造系统(褶皱冲断带、高陡冲断构造)和构造叠加系统模式。其中,(1) 构造简单裂隙系统模式发育在构造相对稳定的地区,煤层气以深成热成因为主,也可受岩浆热接触作用影响,在裂隙中等发育区形成高产富集区。(2) 褶皱系统模式中,较浅向斜轴部挤压应力利于煤层气保存从而富集产气;褶皱翼部压力分布均匀,封闭性较好,其含气量与渗透率匹配适中形成富集高产带;次级构造高部位模式主要是在构造作用下形成的伴生构造(背斜、鼻隆构造、断块等)高部位形成构造圈闭,生成“气顶”。(3) 冲断构造系统模式中,褶皱冲断带模式中逆冲断层阻止了煤层气的逸散,在靠近逆冲断层的相对构造高点富集产气;高陡冲断构造模式发育在复杂断裂区,深部煤层气在一定温压作用下,解吸游离至上部地层,重新被吸附或部分仍呈游离状态而富集产气。(4) 构造叠加系统模式形成于受多期构造活动共同作用的煤储层中,不同的应力方向和机制引起的构造叠加使含气量和渗透率相匹配,煤层气富集且有一定产量。因此,区域构造特征控制着煤层气富集产气的每个模式,构造演化过程决定了富集产气的不同模式。这些富集产气模式对系统认识中国煤层气富集规律,指导“十四五”煤层气勘探开发具有重要意义。