Development of FBMINC model for particle diffusion in fluids

An accurate particle tracking method using FBMINC （new fractional Brownian motion） is outlined. It generates non-Fickian diffusion rather than Fickian diffusion as traditional particle tracking model does. The FBMINC model is based on fractional Brownian motion （fl3m） which is generalization of regular Brownian motion. The two models of fBms （FBM model and FBMINC model） were explored and the differences of the two models are compared from the three aspects： the standard deviation of each step, the small memory and the effect of the number of particles in the cloud. The results show the FBMINC model is a better model as it produces more accurate statistics. The effect of simple shear dispersion for both Brownian and fBm was investigated. The power law scaling of fBm shear dispersion was correctly identified. In addition, a scaling coettieient was found numerically. The FBMINC model is then used for producing both superdiffusive and subdiffusive particle paths, therefore, the non-Fickian diffusion of soil particle clouds can be modelled. The particle clouds represent soil contaminant are released in an idealised coastal bay and the fBm particle tracking method is used for simulation the particle cloud spreading in the bay. There is a noticeable increase in the spreading rate of the cloud. In addition, owning to the spreading rate of the cloud, a noticeable part of it has escaped the bay area and transported downstream. The variation of the Hurst exponent can lead to an area of the flow being affected by a contaminant cloud which is not picked up by the regular Brownian motion models. The purpose of this paper is to bring soil transport engineers a new angle on soil particle transport research in fluids. Using FBM1NC particle tracking model allows more flexibility in simulation of diffusion in soil contaminant spread in coastal bay or ocean surface.     

浙江地下流体在汶川8．0级地震中的映震效应研究

通过“十五”改造,浙江省目前有地震地下流体观测台站5个,10项测项,主要是水位,水温和水氡。在2008年5月12日四川汶川8．0级地震中有明显映震效应的台站为100％,测项为80％。水氡测值表现为临震向上突跳异常,最大异常幅度达23．7％,创历史之最;水温测项主要出现临震突跳或阶跃;水位测项主要是同震效应现象,为水震波引起的脉冲和阶跃变化。认为同震效应可能是地震发生后地震波传播引起的含水层弹性形变所致。并且认为观测效果不一定是井位越深越好,而是要看含水层封闭情况和仪器观测传感器的位置,没有明显的优劣之分。好的静水位观测井记录的水震波效果明显优于动水位观测井。由于前兆数字化仪器采样率相对较底（1次／min）,记录数据缺失较多,记录的同震变化波形不完整,很难进一步分析。     

论浮力对热液喷发型（SEDEX）矿床成矿的作用：以澳大利亚北部为例

采用有限元法模拟了北澳大利亚Mount Isa盆地古流体迁移及温度场的分布,特别评价了浮力对沉积喷发型SEDEX矿床成矿的作用.数值模拟结果表明浮力驱动的热液循环主要由断层深度及其与含水层的空间关系所控制.海水从一条断层向下迁移,然后沿着主要的含水层横向流动.在此过程中地热导致温度逐渐增高,最后在浮力作用下加热后的富含金属元素的流体从另外一条断层向上运动并喷发到海底.计算表明喷发到海底的热液温度范围在115～160℃之间,并在一百万年的时间内保持了2.6～4.1m·a-1的流速.这些条件在适当的化学圈闭环境下有利于形成Mount Isa规模的SEDEX矿床.因此,浮力是盆地范围热液循环的一个重要驱动机制,其强度之大足以形成类似于北澳大利亚Mount Isa规模的超巨型热液喷发型矿床.     

附加黏滞阻尼器结构简化分析方法

介绍了FEMA273给出的传统结构线性静力分析方法,并用该法分析附加粘滞流体阻尼器结构,给出了附加粘滞流体阻尼器结构抗震性能评估的具体分析方法.为了验证所提方法的精确性,对设计好的附加黏滞阻尼器结构进行了非线性动力分析,动力分析使用的人工波加速度反应谱形状与设计消能结构时使用的设计反应谱相匹配.实例分析结果表明,该方法能快速、有效地评估附加流体阻尼器结构在大震作用下的抗震性能,特别是在消能结构初步设计和分析阶段.     

磁流变调谐液柱阻尼器半主动地震反应控制研究

结构的半主动控制装置是国际上研究的一个热点.磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)是一种新型的减振驱动器.文中提出了抑制结构水平振动的MR-TLCD模型,建立了MR-TLCD与结构相互作用的运动方程.在经典线性最优控制(COC)和瞬时最优控制(IOC)算法的基础上,研究了Clipped-optimal半主动控制策略的减振效果,并与被动控制的减振效果进行了对比.结果表明:磁流变式调谐液柱阻尼器的半主动控制能够有效地减小结构的地震反应,且优于被动控制.     

拟负刚度阻尼减振结构的动力特性与减振效果分析

对拟负刚度阻尼减振结构的动力特性与减振效果进行了研究。首先,证明了采用拟负刚度控制方法时,结构响应与外荷载之间满足齐次性;其次,对拟负刚度阻尼减振结构的加速度放大系数和位移放大系数进行了研究,并与粘滞阻尼减振结构的加速度放大系数和位移放大系数进行了比较;最后,对地震荷栽作用下拟负刚度阻尼减振结构的减振效果进行了分析。研究结果表明：当外荷载与结构的频率比大于1或结构的周期较长时,拟负刚度控制对结构绝对加速度的控制效果要好于粘滞阻尼减振结构的控制效果,对结构位移的控制效果要差于粘滞阻尼减振结构的控制效果。     

温泉逸出气体观测在长白山火山活动研究中的应用

本文回顾了流体地球化学方法在活动火山监测中的历史,重点分析了长白山火山监测站温泉逸出气体成分变化与火山活动的对应关系,得出了无论是同位素地球化学方法还是常规的温泉逸出气体检测方法,观测结果都很好地对应了火山及火山地震的活动,可以在火山喷发预报中发挥重要的作用。     

大青山逆冲推覆构造形成演化过程的流体证据

大青山逆冲断层带内热液脉体十分发育,按其产状可划分为充填脉和边缘脉。根据形成时间主要划分为3期:早期石英脉、中期石英脉和晚期方解石脉。早期石英脉中流体包裹体类型较为复杂,见有气液两相、含CO2三相、纯CO2及少量单液相等4种类型原生包裹体,分析表明流体主要来源于地壳深部或上地幔。中期石英脉中主要发育气液两相包裹体和少量单液相包裹体,流体主要来源于大气降水,并且有少量岩浆热液混入。晚期方解石脉内仅含有气液两相包裹体及少量的单液相包体,流体主要来源于层间建造水。根据逆冲变形事件期次、时间,结合热液脉体形成深度数据,确定了大青山逆冲推覆体系变形演化历史:印支期逆冲推覆事件发生在地壳7～8 km深度,燕山中期逆冲推覆事件发生在3～6 km范围内,而燕山晚期逆冲推覆事件发生近地表2 km范围内。     

多孔介质中非水相流体运移的数值模拟

针对多孔介质中水、气和非水相流体(NAPLs)的多相流动特点,建立了非水相流体(NAPLs)污染物迁移模型,分析了非水相流体在土壤非饱和区和地下水系统中的运移规律。通过有限元数值解对轻非水相流体和重非水相流体在土壤系统中的迁移过程进行模拟,得到了污染物的时空分布特征和污染范围。计算结果表明,数值模拟方法能够合理地描述非水相流体的运移过程和污染特征。土体渗透性和污染物残余饱和度是其重要影响因素。     

辽宁小塔子沟金矿床地球化学特征及找矿方向

岩石和矿石中的Au含量和稀土元素特征表明,小塔子沟金矿的矿质来源比较复杂,热液流经太古宙变质杂岩和花岗斑岩、闪长玢岩等脉岩时,从中获得金等成矿物质,并且北大山二长花岗岩形成时活化转移的金等成矿物质,也为成矿提供了物质来源。Au/Ag比值和（As+Sb）-（Cu+Pb+Zn）图解显示,北大山二长花岗岩提供了成矿所需热源,已发现的主要矿体都在该花岗岩南部,距北大山二长花岗岩南1~3 km范围是寻找新的平行富矿体的最有利地段。规模最大的1号矿脉,成矿温度变化区间比较宽（160~400℃）,流体的盐度（w（NaCl））变化范围也大（0%~9%）,沸腾作用明显;而在规模较小的矿脉中,温度比较高（280~400℃）,盐度（w（NaCl））比较低（<5%）。