DEM空间分辨率对毒气扩散模型模拟结果的影响分析

突发性毒气泄漏事故的频繁发生对市民的安全造成了极大威胁,有必要对常见毒气泄漏事故发生后的成灾模型进行探讨,以便从理论上指导应急部门实施应急救援行动。本文在研究和分析典型毒气泄漏扩散模型的基础之上,引入地形因子对原有毒气泄漏扩散模型进行改进,使之适应三维地形下的危化品气体扩散模拟,并将模型与GIS集成可视化,分析比较了模型修正前后气体扩散浓度的分布情况。在此基础上,进一步分析了DEM空间分辨率对毒气扩散浓度的分布影响,发现DEM空间分辨率对毒气浓度分布区域有一定影响,并分析了其影响原因。结果表明,加入地形因子的高斯烟羽模型比之前没有考虑地形因子的高斯模型计算要更加精确,更贴近现实状况;同时,DEM分辨率对改进后的高斯烟羽模型的模拟影响较大,选择适当分辨率的DEM能帮助应急部门在短时间内模拟出真实可靠的浓度分布区域,对毒气泄漏事故的应急有一定的实际参考价值和指导意义。     

Kinetics,Mechanistic and Thermodynamics of Zn(II) Ion Sorption: A Modeling Approach

Biosorption potential of Cedrus deodara sawdust (CDS) in terms of sorption of Zn(II) ion across liquid phase has been evaluated in the present investigation. The surface of the CDS biomass before the sorption of Zn(II) ions seemed to be more porous, non‐crystalline and heterogeneous. The maximum uptake capacity of CDS was 97.39 mg g^?1. Sorption of Zn(II) ion on the surface of CDS sawdust was maximum at pH 5, temperature 45°C, initial concentration of Zn(II) ion 100 mg L^?1, biomass dose 1 g L^?1, contact time 150 min, and agitation rate 160 rpm. Pseudo second‐order kinetics with the highest linear regression coefficient (R² = 0.99), and lowest values of error functions, i.e., chi (χ²) and sum of square errors (SSE) against pseudo first‐order rate kinetics showed that the sorption of Zn(II) ion on the surface of CDS was mediated by chemosoprtive forces of attraction rather than physical adsorption. Mechanistically, relatively higher proportion of sorption of Zn(II) ion in early phase of contact time was profoundly explained by Bangham's equation and film diffusivity (D^f). Intraparticle or pore diffusion (D_p) of Zn(II) ion inside the pores of CDS was rate limiting step at the later stage of contact time. Furthermore, the thermodynamic study on sorption of metal ion delineated the fact that the Zn(II) sorption on the surface of CDS was spontaneous, endothermic together with increased entropy at solid liquid interface.     

垂向悬沙扩散与近岸挟沙力理论研究

根据垂向二维悬沙扩散方程和谢才公式,假定泥沙垂向扩散系数为常数或为水深和摩阻流速的函数时,从理论上推导得到一个新的不仅适用一般水域,也适用于高含沙水域的挟沙力公式。公式一阶近似形式上与近岸海域常用的刘家驹公式相一致也不显含泥沙沉速,从理论上证明了刘家驹公式的合理性,说明其经验公式在理论上也成立。对更高阶近似,公式显含泥沙沉速,与维利卡诺夫以及张瑞瑾等挟沙力公式相一致,说明了张瑞瑾公式的合理性。分析了导出的公式的物理意义以及与刘家驹公式和张瑞瑾公式的异同。新的挟沙力公式也表明挟沙力公式的近似应是流速平方的多项式,选择低阶项作为近似会有一定的误差。     

基于STSM的入境旅游流集散地域结构特征分析——以中国入境旅游六大典型区域为例

构建入境旅游流空间转移态矩阵模型,基于入境旅游统计数据与抽样调查数据,在合理划定中国入境旅游典型区域的基础上,实证研究六大典型区域的入境旅游流空间转移态矩阵,探讨入境旅游流集散的地域结构特征。研究表明:入境旅游流在中国东部表现为"等级式"集散模式,在中国西部表现为"等级式"与"接触式"并存的集散模式;入境旅游流集散的地域空间集中性十分突出,且集聚源区域与扩散目的地区域呈现高度重合性,尤其六大典型区域之间的互动关联极其显著;中国入境旅游流集散地域空间的梯级差异化特征鲜明,整体呈现"东—西递进式"的发展格局。     

农业科技园技术扩散的机制与模式研究——以杨凌示范区为例

农业科技园是我国农业技术创新的重要源头和崭新模式,园区不仅要解决自身发展问题．而且肩负着技术扩散和推广的使命。通过技术创新一中介平台一技术受体之间关系的分析,构建了农业科技园技术扩散系统,分析了园区技术扩散的动力机制和主要类型,并以杨凌示范区为例．归纳和总结出市场经济条件下农业科技园技术扩散的成功模式,以图为我国农业科技园的技术扩散和持续发展提供借鉴。     

基于球形固结模型的桩端后注浆残余应力理论研究

基于球形空腔扩张及一维径向固结理论,对桩端后注浆桩的桩端注浆残余应力进行理论研究,分析了残余应力的消散过程,在负指数衰减的初始超孔隙压力分布基础上,得到了残余应力随时间及扩散半径消散的解析解;同时将提出的方法与未考虑浆液扩散半径影响的简化方法进行了比较,对模型的主要影响参数进行了分析。参数分析显示,流变指数、稠度系数、土体的压缩模量及固结时间是影响注浆残余应力的关键因素;另外,通过试验实测数据对新方法及简化计算方法进行了验证,结果表明,新计算方法能有效地模拟后注浆残余应力的消散。其研究结果对后注浆残余应力的理论研究及工程实践有重要的指导价值。     

长三角地区经济极化过程与空间演变分析

在经济极化研究的基础上, 首先利用ER指数和TW指数对长三角1990-2010 年的经济极化趋势进行测度, 从整体上把握区域经济极化的演变过程;其次, 选取1997、2001、2006 和2010 年这4 个典型年份, 从极化效应与扩散效应的角度对长三角地区的经济极化过程进行科学分析, 总结其空间格局的演化规律。研究发现:①从极化指数的动态演变过程来看, 长三角地区的经济极化水平在1990-2010 年间呈现出波动上升的变化趋势, 并通过极化的初始定义对上述论断进行了验证;②从极化理论的两大效应来看, 长三角地区的极化效应在研究时段内经历了一个先扩大再缩小的变化过程, 而其扩散效应在研究时段内是逐渐增强的;③从经济极化的空间格局来看, 长三角地区在近10 多年的时间里呈现出“箭头”型-“Z”字型-“M”字型-“区”字型的变化过程, 未来借助相关基础设施束扩散效应的增强, 本地区空间格局有望向网络型转变。     

基于镭同位素分布的黄海和东海垂直混合速率计算

在黄海和东海采样测定了水体中的镭同位素分布,用平流扩散模型描述镭同位素分布,最小二乘方法计算了垂直涡动扩散系数和上升流或下降流流速.结果给出北黄海中部、南黄海中部、浙江沿岸和台湾北部海域存在上升流,流速分别为0.46×10^-3cm·s^-1、0.17×10^-3~1.39×10^-3cm·s^-1、2.02×10^-3~3.04×10^-3 cm·s^-1和1.06×10^-3~2.51×10^-3 cm·s^-1.北黄海中部和东海东北部存在下降流.流速分别为-2.30×10^-3 cm·s^-1和-0.61×10^-3~-2.10×10^-3 cm·s^-1.计算同时给出的垂直涡动扩散系数为5.84~48.2 cm²·s^-1,平均值为22.3 cm²·s^-1.北黄海和浙江沿岸上升流流速与文献的结果一致;北黄海中部存在下降流与文献的结论一致.本研究结果与文献结果一致是对所建立的方法的肯定,也是对文献研究结果的支持.     

Higher-order compositional modeling with Fickian diffusion in unstructured and anisotropic media

We present advances in compositional modeling of two-phase multi-component flow through highly complex porous media. Higher-order methods are used to approximate both mass transport and the velocity and pressure fields. We employ the Mixed Hybrid Finite Element (MHFE) method to simultaneously solve, to the same order, the pressure equation and Darcy's law for the velocity. The species balance equation is approximated by the discontinuous Galerkin (DG) approach, combined with a slope limiter. In this work we present an improved DG scheme where phase splitting is analyzed at all element vertices in the two-phase regions, rather than only as element averages. This approximation is higher-order than the commonly employed finite volume method and earlier DG approximations. The method reduces numerical dispersion, allowing for an accurate capture of shock fronts and lower dependence on mesh quality and orientation. Further new features are the extension to unstructured grids and support for arbitrary permeability tensors (allowing for both scalar heterogeneity, and shear anisotropy). The most important advancement in this work is the self-consistent modeling of two-phase multi-component Fickian diffusion. We present several numerical examples to illustrate the powerful features of our combined MHFE–dg method with respect to lower-order calculations, ranging from simple two component fluids to more challenging real problems regarding CO₂ injection into a vertical domain saturated with a multi-component petroleum fluid.