饱和孔隙介质中非均匀震电平面波

采用描述地下流体饱和孔隙介质中弹性波与电磁场耦合现象的Pride方程组,利用Helmholtz分解,求解了非均匀震电耦合平面波解,推导了流体饱和孔隙介质中传播的非均匀震电平面波的能流表达式,讨论了非均匀震电平面波的能量特征.结果表明,非均匀震电平面波的平均能流在传播矢量和衰减矢量构成的平面内传播,伴随电磁场对纵波模式的能流没有贡献.当动电耦合系数为0时,震电平面波的能流表达式可退化为Biot弹性波的能流表达式。     

浅层地能开采中土体的热湿迁移机制及力学性状研究综述与展望

浅层地能的开采是与岩土介质相关的能量交换过程。本文从岩土工程应用的角度,简述了浅层地能开采中与岩土体相关问题的国内外研究现状,指出了目前存在的问题并进行了分析和展望; 在此基础上,凝练出了3个主要的科学问题,即换热过程岩土体热湿迁移机理、岩土层地质构造对热交换的影响以及热交换对岩土力学性质的影响,并对它们的具体研究内容进行了详细的分析。论文的分析成果对于掌握浅层地能开采对土体力学性状的影响,合理开发利用浅层地能,实现能源的可持续发展具有重要的理论和现实意义。     

饱和多孔介质三维时域黏弹性人工边界与动力反应分析的显式有限元法

本文基于Biot的饱和多孔介质本构方程,考察具有辐射阻尼的外行球面波,推导了饱和多孔介质三维黏弹性人工边界的法向和切向边界方程;在已有的饱和多孔介质二维显式有限元数值计算方法基础上,提出该理论的三维方法,并开发了实现该三维方法的有限元程序.算例表明饱和多孔介质三维时域黏弹性人工边界与动力反应分析的显式有限元法具有较好的精度和稳定性.     

一种适于近场理论地震图宽频域计算的矩阵分解算法

理论地震图方法在地震震源过程的研究中得到了广泛的应用。为了研究震源过程的细节,必须利用近场地震资料的高频信息,但是在应用Haskell矩阵法计算近场理论地震图时,格林函数的高频成分的数值不稳定性是计算宽频域理论地震图的一个基本困难。因此,目前仅有不超过10Hz的算例。本研究采用Haskell矩阵的一种新的分解组合形式,在数值计算时有效地避免了在计算过程中数值结果的溢出,实现了近场理论地震图的宽频域计算。同时,由于利用了矩阵运算中的解析关系,减少了运算的次数,从而提高了计算的速度。根据本算法建立的Fortran程序,在Univoc-1100计算机上进行了数值检验。结果表明,计算得到的格林函数至少在0—40Hz频率域范围内仍保持良好的数值稳定性。本文给出的这种Haskell矩阵分解组合形式的矩阵元素简单,且具有一定的对称性。对于这种分解所包含的物理意义,将有待进一步深入研究。     

商业平板式超滤膜包完整性检验：对海洋胶体生物地球化学研究的启示

The performance and integrity of a cassette cross-flow ultrafilter(Pellicon 2, Millipore) are examined with a suite of macromolecules of different molecular masses. The retention coefficient during the cross-flow ultrafiltration experiments increases with increasing molecular mass and reaches 90% with 10 kDa dextran in both milli-Q water and ultrafiltered seawater media. Based on a 90% retention coefficient, the molecular mass cut-off for the ultrafiltration membrane is defined at 10 kDa, which is ten times(1 kDa) that rated by the manufacturer. To further validate the accuracy of the laboratory calibration, the samples from the lower Zhujiang River and the Jiulong River Estuary are ultrafiltered with the cassette ultrafiltration membrane and the colloidal organic carbon abundances in these samples are quantified with the ultrafiltration permeation model based on time series permeation subsamples. The colloidal organic carbon abundances are 5.8%–21.1% in the Jiulong River Estuary and 5.6%–11.0% in the lower Zhujiang River. These are consistent with the reported values for both estuaries as well as with the colloidal organic carbon abundances in marine environments over the coastal and open oceans with 10 kDa cut-off membranes. Therefore, these field data support the laboratory calibration result and indicate the validity of the experimental and quantification procedure adopted. The discrepancy between the nominal molecular mass cut-off and the actual pore size of the ultrafiltration membrane should be of great concern for research in colloidal and nanoparticle biogeochemistry. Careful examination of the membrane integrity should be taken during ultrafiltration experiments in order to avoid misleading molecular mass cut-off information.     

波速线性变化介质中地震波传播特征

根据变速介质中地震波传播所满足的变系数波动方程,推导出波速线性变化介质中一维波动方程的解析解,讨论了波速不均匀性对地震波传播的影响：地震波振幅衰减大小与介质速度梯度有关;频率转折点两侧地震波传播性质;频率与地震波波速关系。     

波浪与多孔介质结构相互作用SPH模拟

应用经CSPM法和黎曼解修正后的光滑粒子流体动力学(SPH)方法,建立了主动吸收无反射数值波浪水槽,研究波浪作用下多孔介质结构的水动力特性。流体运动控制方程采用N-S方程,多孔渗水结构内流体的运动控制方程考虑渗流力的影响。数值计算结果给出了水槽内不同位置测点的波面历时曲线和越浪量随时间变化曲线,并同试验结果和Philip Liu的数值计算结果进行了比较。并对一个波浪周期内斜坡堤多孔介质结构内外的速度场和压力分布进行了讨论分析。计算分析表明,数值计算波面较Philip Liu的计算结果与试验结果吻合更好。说明应用SPH方法建立的二维数学模型能够较好地模拟破碎波在多孔渗水斜坡上的爬坡和越浪。     

多孔介质中石油挥发过程研究

根据齐鲁石化地区石油污染特点,模拟天然条件下,多孔介质中石油的挥发过程,通过差减法确定石油挥发量与时间的关系。结果表明,Elovich模型和零级动力学方程分别能很好描述多孔介质中汽油和柴油挥发动力学曲线,且汽油在粗砂中的挥发速率系数较在亚黏土中大,而柴油在亚黏土中的挥发速率系数是在粗砂中的2.0~2.5倍。采用线性方程和二项式分别表达多孔介质中汽油和柴油挥发速率系数随含油率增加而增加的趋势。汽油在亚黏土中较在粗砂中的挥发率低,但挥发率一般均在90%以上;经过10 d挥发后,柴油在亚黏土中挥发率为7.2%~37.8%,在粗砂中的挥发率为5.0%~14.0%。