基于光滑质点流体动力学的海冰热力-动力数值模式

考虑海冰热力因素对其厚度、密集度的影响,在光滑质点流体动力学(SPH)基础上发展了一个海冰热力-动力数值模式。该模式既解决了传统欧拉有限差分法和质点网格法存在的数值扩散问题,同时弥补了光滑质点动力学海冰动力模式未考虑热力因素的不足,具有精确模拟冰缘线运动、计算精度高等优点。首先介绍了光滑质点流体动力学的基本原理,并对海冰生消的热力因素进行了分析,将影响冰厚和密集度的热力因素引入到光滑质点流体动力学的海冰动力模式中,得到该热力-动力模式的控制方程。应用该数值模式对渤海海冰进行了48 h数值模拟,得到了海冰厚度和速度矢量的分布规律;对JZ20-2海域的海冰厚度、冰内温度场分布以及热力因素的变化特性进行了讨论。数值模拟结果表明,该数值模式能够很好地适用于渤海海冰数值模拟,是一种有效的海冰数值模拟方法。     

基于气温的浮冰侧向融化速率参数化方案实验研究

为定量探究影响冰层侧向融化的主导因素,并简化冰层侧向融化速率参数化方案,在实验室模拟了无风、静水、无辐射、纯热力学条件下纯水冰的融化过程,测量了冰层的侧向融化量,并记录了融化期间实验室气温、冰面皮温、水温及冰温等要素。观测结果表明,无辐射纯热力学条件下冰层侧向融化整体较均匀,侧向上层和下层融化速率相对中间层较快;相关性分析结果表明,气温与水温、冰温、冰面皮温之间都有很好的线性相关;信息流结果表明,气温是影响冰层侧向融化的最主要因素;最后通过拟合建立了用气温表征冰层侧向融化速率的参数化方案,并与前人的方案进行了比较,结果显示本文参数化方案模拟效果较好,所得标准偏差最小,为0.08 mm/h,达到了简化参数的目的。     

非平衡非耗散热力学及非平衡相图计算

非平衡非耗散热力学是现代热力学中的一个全新领域。该领域的基本情况可参见王季陶的最新英文专著《Nonequilibrium Nondissipative Themodynamics》一书[Springer的网页：http://www.springer.de/egi-bin/search book.pl？isbn=3-540-42802-x]。文中对现代热力学完整的基本分类系统和非平衡相图的计算展开一定的讨论。     

溶液中褐藻胶低聚糖在活性炭上的吸附特性与机制研究

本文研究了不同pH、反应时间、温度、初始糖浓度条件下溶液中褐藻胶低聚糖(AOS)在活性炭上的吸附性能及其吸附动力学和热力学机制。结果表明,溶液pH对活性炭吸附AOS具有重要影响,随pH降低, AOS在活性炭上的吸附增强, pH=1时吸附量可达0.116 g/g。吸附反应在5 min内迅速发生, 60 min后达到吸附平衡。活性炭吸附AOS符合准二级吸附动力学过程。吸附热力学研究表明,吸附过程为自发的放热反应,吸附等温线符合Langmuir模型。综上,吸附过程为单分子层均相吸附,降低pH、低温有利于AOS在活性炭上的吸附。