基于CTRW的聚驱后示踪剂产出特征分析

应用传统的对流扩散方程模拟聚驱后示踪剂产出曲线存在不适应性,将产生质量不守恒或模拟不出实际产出曲线问题.根据连续时间随机游走(CTRW)理论,利用CTRW模型对含聚合物的示踪剂测试实验的产出曲线进行模拟.结果表明:CTRW模型模拟的示踪剂产出曲线克服了基于传统的对流扩散方程模拟示踪剂产出曲线时所遇到的问题;CTRW模型对于模拟聚驱后示踪剂产出曲线具有良好的适应性,比传统的对流扩散方程模拟范围广.     

高密度电阻率法监测纳米胶体在多孔介质中运移的实验

利用高密度电阻率法监测纳米胶体在饱和多孔介质中的运移过程.对纳米胶体和保守性示踪剂在末端的电导率穿透曲线进行了比较.结果表明,纳米胶体与保守性示踪剂在多孔介质中的运移过程非常相似,均可用一维对流弥散方程进行拟合.通过对不同截面、不同电极间距、竖直方向的电阻穿透曲线的比较,说明利用高密度电阻率仪监测纳米胶体在多孔介质中的运移是可行的.无论是传统示踪剂还是纳米胶体,在同一截面上不同电极间距几个测点的穿透曲线非常相似,沿着水流向前推进的溶液锋面到达同一电极截面的时间非常接近,说明多孔介质是非常均质的.同时高密度电阻率法可以动态反映砂柱中纳米胶体运移的时空变化特征.     

取土器几何尺寸对饱和软黏土样结构的扰动研究

基于颗粒流软件模拟,以吹填淤泥为例,分析了取土器的内径、切角、壁厚等尺寸参数对高黏性软土微观动力学特性的影响;通过分层方法,比较了7组土样层间颗粒特征拐点的运动行为。模拟结果表明:土样的颗粒在底部形成对流位移场,对流处上方颗粒主要受拉膨胀,对流处下方颗粒主要受压收缩,由此造成孔隙率的规律变化和层理的弯曲变形。7组参数对应土样的孔隙率曲线与初始孔隙率曲线的交点同颗粒位移场的对流位置存在协同关系。土样层理表现为向下弯曲变形,层间颗粒位移行为存在特征拐点,拐点之间颗粒扰动行为不明显;反之,颗粒扰动行为较大,这种变形特征可拟合为下开口的旋转抛物面,且曲面方程的曲面形状拟合系数a值能初步评估7组土样的扰动程度。层间特征拐点的连线可再拟合为旋转抛物面,抛物面体积与土样体积的比值可用来评估土样的原状性。     

LNAPL在二维含水介质中运移规律的研究

为研究LNAPL （轻质非水相液体）污染物在均匀含水介质中的运移规律,本文建立微元模型推导出LNAPL在均匀含水介质中的对流--弥散方程。针对不同的介质模型,对二维对流--弥散方程运用差分法进行数值模拟,求其数值解。分析LNAPL污染物的运移特征,得出在均匀介质和非均匀层状介质中运移规律： LNAPL污染物在含水介质中的运移规律遵循对流--弥散方程,介质的弥散系数是影响LNAPL污染物运移的主要因素。     

地球液核自由振荡的三维有限元模拟

根据地球液核基本运动方程,采用有限元方法对液核流体的对流状态进行了数值模拟。计算中为了消除液核对流非线性特征导致的方程求解时出现的病态,引入了算子分裂法。数值结果说明利用有限元方法能成功地模拟地球液核自由振荡。     

混合对流方程的凸解的某些性质

为了研究产生于流体力学边界层理论的混合对流方程解的性质,通过研究与混合对流方程等价的奇异积分方程正解的存在性和单调性,获得了混合对流方程凸解的存在性和凸解模的上下界,并将这些性质应用于估计混合对流方程中剪应力函数模的上下界．     

基于立体网格的放射性污染物扩散过程模拟与表达

针对放射性污染物的扩散过程表达问题,设计了适用于该方法的状态建模与面向对象建模混合的数据模型,该模型支持真三维的网格化表达与元胞机推演,可以将传统放射性污染物的计算与表达结合在一起,数据不需要多次转换与重采样,降低了精度和效率的损失。通过两个实验,分别针对单源和多源放射性污染物的大气扩散过程进行了模拟,扩散模拟的结果符合放射性污染物扩散的客观规律,整个扩散表达过程中任意一个时刻、截面或者空间的污染物浓度都可以动态地计算和表达,过程具有非常好的直观性和可分析性。     

一种自适应时间步长的场地地表污染扩散元胞自动机仿真模型

针对传统扩散模型难以动态模拟地表污染物时空不均匀扩散过程的问题,本文提出一种基于元胞自动机模型的污染物地表扩散仿真模型,在综合考虑地表高差及粗糙度对污染物扩散过程影响的基础上,确定了不规则污染场地的元胞边界条件、划分了元胞空间、提出了一种降雨和非降雨条件下污染物扩散流速计算方法,基于分子扩散建立了地表污染扩散模型演变规则。为更好模拟地表污染物扩散情况,本文提出了一种污染物随坡度和质量衰减的元胞自适应时间步长调整算法,该算法能够动态调整元胞自动机的时间步长,防止固定时间步长在污染物快速扩散时错过细节,而缓慢扩散时消耗计算资源。实验设计了降雨和非降雨两种情形对污染物随时间扩散的过程进行仿真与分析。实验结果表明,不同下垫面对污染物扩散速度有很大的影响,污染物在糙率为0.012的水泥地表上的扩散速度约为其在糙率为0.035的一般性土壤地表上的2.7倍;降雨强度和时长能够加快污染物的扩散,且扩散速度随着降雨曲线变化而改变,并在雨强峰值附近达到最大;污染物扩散服从坡度分布特征,且随着时间变化,高污染区域范围和污染物浓度差异渐渐变小,并在一段时间后,浓度变化渐渐趋于平稳;自适应时间步长演变算法能够较好地体现一次演变过程中污染物扩散在不同邻域元胞方向上的细微时间差异,提高污染物时空分布的计算精度。     

长沙市SO_2浓度分布的数值模拟

本文用数值解扩散方程的方法模拟了长沙市SO_2的浓度分布,并比较了两种扩散系数模型的模拟结果,认为作者曾经给出的扩散系数较取扩散系数为粘性系数时为好。最后提出了一种评价、比较模式的方法     

弹性岩石层、区域重力异常和上地幔小尺度对流

在小尺度地幔对流模型的基础上 ,建立了顾及岩石层与地幔耦合的地幔对流模型。考虑到岩石层对上地幔小尺度对流的弹性响应 ,将上地幔视为一均匀的等粘滞系数的牛顿粘滞流体 ,其对流能量来源于下地幔 ,用热流体动力学基本方程得到的上地幔对流在壳幔边界处的垂向应力作为弹性板弯曲方程的垂直加载 ,来耦合弹性岩石层和可流动地幔。推导了两者耦合下区域重力异常和上地幔小尺度对流的相关方程 ,用以反演上地幔小尺度对流流场模式和岩石层底部拖曳力场格局。对比了有、无弹性岩石层影响的模型之间的差异 ,并对模型应用范围 ,特别是板块边界水平构造力可能产生的影响 ,作了进一步探讨。     

岩溶含水层饱和-非饱和流动与污染物运移数值模拟

岩溶含水层中的地下水是重要的可饮用水来源, 由于其复杂的水文地质特征, 采用数值模型分析和评价含水层中地下水环境极具挑战性。采用变饱和度流动方程描述含水层基质中的饱和-非饱和流动, 采用管道流方程描述岩溶管道中的层流及紊流流动, 基于流动解采用对流弥散方程分别描述基质与管道中的溶质迁移过程。根据相关实验数据以及MODFLOW-CFP程序的模拟结果对流动模拟的准确性进行验证, 并基于此开展了岩溶管道以及非饱和参数对地下水流动及污染物迁移影响的模拟。结果显示, 数值模型能很好地重现含水层中饱和区与非饱和区以及岩溶管道的地下水动态, 岩溶管道对含水层的渗流场产生了较大的影响。管道中快速流动的特性使得周围的水向其中汇集, 影响了局部流动场, 进而使得泄露的污染物质随水流进入管道, 快速向管道出口处(泉点)迁移, 突破曲线显示管道出口处的污染物浓度响应速度远快于基质中对应的位置, 非饱和参数对管道中污染物浓度的响应速率有着不同程度的影响。建立的模型完善了岩溶含水层中非饱和区地下水流动、污染物运移以及基质-管道流动与溶质运移耦合模拟等方面的工作, 加深了对岩溶含水层地下水动力学以及污染物迁移过程的认识, 对岩溶水文地质及地下水环境等方面具有重要意义。      

断层带土壤氢气浓度测量及其影响因素

利用ATG-300H型便携式测氢仪,分别在昌平地区、海原断裂带、北轮台断裂开展土壤氢气浓度测量。基于气体扩散方程,从采样器类型、测孔深度、土壤特性、断层作用等方面探讨氢气浓度测量的影响因素与机理。结果显示：1）土壤氢气浓度值受测孔闲置时间、测孔深度和采样器形状的影响较大;2）氢气浓度测值与气体扩散方程的理论解曲线吻合较好,其曲线形态主要与土壤中氢气的富集程度和土壤疏松程度密切相关;3）断层带上的氢气浓度受构造作用、断层滑动速率、断层闭锁程度、上下盘裂隙发育程度、裂隙开启或闭合状态等因素影响较大,这些因素主要影响深部氢气的向上迁移通道和在地表的富集程度。     

CALPUFF模型与WebGIS集成开发应急地理信息系统

如何快速准确地模拟毒害性气体的扩散过程、评估影响范围和程度是应急地理信息系统研究的重要问题.CALPUFF模型能有效模拟粗糙、复杂三维地形条件下大气污染物在时空变化中的扩散过程,并实现秒级扩散模拟.但是现有的CALPUFF模型系统只能单机操作,与气象监测、泄露探测装置自动化对接存在困难,导致系统无法自动化、多并发计算.本文研究了CALPUFF模型计算原理和系统结构,设计模型系统与网络地理信息系统(WebGIS)集成的方案,提出基于SOA的多服务并发请求技术,并依托川东北高含硫项目开发原型系统进行实验.实验结果表明,本文设计的框架能在满足系统要求的情况下进行多并发和自动化计算,解决了CALPUFF模型无法自动化、多并发计算的缺点.     

封闭曲线上一类含函数核奇异积分方程的Noether定理

给出一类含函数核的奇异积分方程,通过构造辅助函数,将这类含函数核的奇异积分方程转化为相应的双周期黎曼边值问题,进而讨论双周期黎曼边值问题的可解条件、一般解,得到封闭曲线情况下奇异积分方程的求解问题,给出其一般解、可解条件和可解性Noether理论.     

稠油油藏火烧—蒸汽复合驱开发效果实验

稠油油藏单一方式火烧开采后期存在易气窜、燃烧不充分、波及效果差等问题.以辽河油田G3块火驱试验区天然岩心为研究对象,进行稠油油藏一维火烧物理模拟实验,结合产出流体、储层矿物特征,分析火烧蒸汽复合驱热采技术优势,应用数值模拟进行特征验证和生产预测.结果 表明:火烧蒸汽复合驱比单一方式火烧的火线最高温度提高150℃以上、高...     

Ronge-Kutta法在计算复杂构造区域地震波旅行时中的应用

采用Ronge-Kutta射线追踪法对地震勘探中几个典型地质模型的地震波射线路径和旅行时计算的实例和效果进行分析。将Ronge-Kutta射线追踪模拟的结果与程函方程计算的时距曲线结果进行对比,验证了Ronge-Kutta射线追踪法的易实现性和程函方程有限差分旅行时算法的强稳定性,表明Ronge-Kutta射线追踪法在复杂构造区域进行地震射线路径和旅行时计算时能得到较好的模拟效果。     

一种基于各向异性扩散的心室超声图像滤波方法

研究了各向异性扩散方程在心室超声图像去噪中的应用.首先对P-M各向异性扩散模型进行了分析,为了更好去除噪声并保留图像的边缘等重要信息,提出对扩散系数的改进方法,并通过实验证明可达到更好的去噪效果.     

地下水含水介质的弥散度测定

以水动力弥散理论为基础,根据改进的水动力弥散装置,以氯化钠作为示踪剂,用电导仪间接地测定溶质的突破曲线,最后用解析法确定地下水多孔介质中溶质迁移的弥散度。     

WRF模式中不同积云对流参数方案在四川地区试验研究

首先对WRF模式和积云对流参数化方案进行简要介绍,并采用该模式中六种不同积云对流参数方案对四川地区降水个例进行数值模拟,分析模拟结果并分析出针对四川复杂地区降水模拟效果最好的积云对流参数方案,旨在为WRF模式在四川地区的应用提供一定的参考价值。结果表明,从总体预报效果上来说,BMJ方案较好,其次是TS方案和KF方案。BMJ方案在模拟天气过程中对降水落区和降水强度的预报最接近实况,且从平均雨水混合比和平均云水混合比分析来看,该方案的数值模拟与降水场配合得当。另KF、BMJ、GD、SAS、G-3D和TS这六种积云对流参数方案均能够基本模拟出降水的范围但比实际降水范围大,其中降水强度上KF方案模拟较实况强。     

地球演化早期有机高分子的地质合成环境

地球发展早期有机高分子的地质合成环境是生命起源研究中的一个重要方面,对它的研究将有助于解决生命起源这一重要问题。通过对有机分子合成、相关地质作用的研究,可以得出结论：在远古地球环境中,适当的水、大气、岩矿及物化条件的组合,一定能够引发高分子化合物的产生甚至是生命的诞生。地幔流体与地壳中的对流热液是生命产出过程中的重要舞台,整个岩石圈对生命的产出是个必不可少的因素。