多尺度非均质多孔介质中溶质运移的蒙特卡罗模拟

探讨了将蒙特卡罗(Monte Carlo)方法应用于多尺度非均质含水层中溶质运移模拟的方法。所研究的含水层由两种具有不同渗透系数统计特征的多孔介质所组成,每一种多孔介质是非均质的,且其渗透系数场符合平稳假设,而整个模拟区的渗透系数是非平稳的。Monte Carlo方法要求参数是平稳的,因此,分别对两种多孔介质产生若干随机渗透系数场后,用两种方法进行组合,并进行溶质运移的模拟计算。通过对计算结果的分析,综合考虑计算精度、计算时间等因素,得出了处理多尺度非均质多孔介质中溶质运移问题的较好方法。     

井内嵌入同轴多孔与固体圆柱地下水渗流流型分析

对二维无限大多孔介质内单向均匀水平流垂直绕过“固体小圆柱-多孔介质环-水环-多孔介质”复杂四层结构下的流场进行了解析求解。内、外多孔介质区域均采用Brinkman模型,纯流体水环采用Stokes模型,通过耦合界面间的质量、动量守恒关系得到了各区域流函数的通用表达式。在此基础上分析了不同几何参数,不同内、外多孔介质渗透系数情况下,圆柱外绕流的流型变化;着重研究了水环间隙以及内、外多孔介质渗透系数的变化对流型及横向、纵向速度分布的影响。结果表明：外部多孔区流型主要受控于外部渗透系数;水环间隙宽度对水环内速度峰值影响较大;内部渗透系数增加到某一临界值情况下,横截面速度分布从阶梯形变为抛物形,即“穿透”现象。研究结果对有类似结构的地埋管换热器、地下水污染物吸收装置、地下水测速装置等的设计研发有理论指导意义。     

利用走时反演二维多孔介质渗透率

综合利用直接方法和优化方法研究二维多孔介质渗透率反演问题. 问题的提法与前人不同,是由区域内各点流体渗透的走时来反演渗透率. 该反问题的求解可分成两步进行,归结为两个相应的子问题进行研究. 首先由流体走时反演二维多孔介质速度场的数值算法,然后由二维多孔介质速度场反演二维多孔介质渗透率的数值算法,最后给出数值例子. 数值结果表明了所用数值方法的正确性和有效性.     

南海西北部浮游生物中多孔放射虫的组成与分布

对南海西北部海区1959年全年各月所取得的浮游生物小网样品中的放射虫进行了定量研究,分析了其种类组成和分布,结果表明,所鉴定出的212种多孔放射虫主要为热带大洋暖水种,其中泡沫虫目(Spumellaria)145种,占总种数的68%,罩笼虫目(Nassellaria)67种,占总种数的32%;泡沫虫目无论在种类和数量上均较罩笼虫目占优势.研究海域的主要优势种为海绵球虫(Spongosphaera streptacantha)、钟翼盔虫(Pterocorys campanula)、四房面包虫四房亚种(Om-matartus tetrathalamus tetrathalamus)、三臂星虫(Triastrum aurivillii).该海域放射虫的全年密度分布状况变化很大,1,2月放射虫密度较小,分布范围也较小,3月起数量增多,4,5,6月是全年密度较大的月份,出现许多斑块状密集区,7,8月数量有所减少,其他月份密度也相对较小.放射虫数量变化总的趋势为春末夏初较多,秋季较少,冬季最少.放射虫的丰度和种类多样性在调查海域变化复杂,但基本趋势是从西北和北部向东南部由低逐渐升高;由海南岛周边海域和广东沿海向外海由低逐渐升高;此分布格局主要受海流、温度、盐度、深度和营养盐等环境因子的影响.     

Analytical Research on Wave Diffraction on Arc-Shaped Bottom-Mounted Perforated Breakwaters

An analytical method is developed to study wave diffraction on arc-shaped and bottom-mounted perforated breakwaters.The breakwater is assumed to be rigid,thin,vertical,immovable and located in water of constant depth.The fluid domain is divided into two regions by imaginary interface.The velocity potential in each region is expanded by eigenfunctions.By satisfying the continuity of pressure and normal velocity across the imaginary fluid interface,a set of linear algebraic equations can be obtained to determine the unknown coefficients of eigenfunctions.Numerical results,in the form of contour maps of the relative wave amplitude around the breakwater,are presented for a range of wave and breakwater parameters.Results show that the wave diffraction on the arc-shaped and bottom-mounted perforated breakwater is related to the incident wavelength and the porosity of the breakwater.The porosity of the perforated breakwater may have great effect on the diffracted field.     

多孔介质中水合物的热物理参数测量

利用时域反射技术和非稳态热线法测量热物理特性技术,设计制作了一套用于高压状态下测量含水合物沉积层热物理参数的系统。选择粒级(?)0.18～0.25 mm的细砂作为多孔介质,加入0.3g/L十二烷基硫酸钠(SDS)溶液作为多孔介质中的孔隙水和甲烷气体(纯度为99.9%),模拟沉积物中水合物的生成过程。采用交叉热线法和平行热线法两种方法测量了含水合物沉积层中的导热率,交叉热线法导热率的测量结果为(1.112±0.080)W/(m·K),平行热线法导热率的测量结果为(1.078±0.057)W/(m·K)。     

原生透镜状砂岩油藏成藏过程一维数值模拟

为了了解原生透镜状砂岩油藏的成藏过程和控制因素,基于变形多孔介质两相流动的基本原理,综合考虑地层在沉降过程中温度和压力的变化、砂岩体和围岩物性的变化、石油的生成以及岩石中孔隙流体物性变化等情况,应用数值方法模拟这类油藏在一维条件下成藏的整个过程.通过成藏过程模拟和分析,认为超压是推动流体整体运移的动力,而对处于生油围岩中的原生透镜状砂岩油藏,围岩和砂体间形成的毛管压力差异才是驱动石油在原生透镜状砂岩油藏中聚集的根本动力.在这类砂岩油藏成藏的过程中,砂体的油相压力要低于与其相邻的围岩中的油相压力,使得砂体成为石油的一个相对的低势区.原生透镜状砂岩油藏的成藏是由力平衡和物质平衡两种基本作用控制的成藏过程,石油生成和供应量以及砂体和围岩的油相势差决定了这类油藏的含油性.     

基于多孔径映射的高光谱异常检测算法

针对高光谱遥感异常检测中复杂背景与异常目标之间光谱特征相关性导致背景模型难以准确估计的问题,提出了一种基于多孔径映射的高光谱遥感异常检测算法。首先,不同于背景建模提取背景特征的方法,多孔径映射从不同角度提取数据特征,通过构建基集合表征高光谱数据的光谱特性,获得用于衡量统计差异的异常显著性指标。其次,为了实现对具有适中及低异常显著性像素的精细分析,本文基于模糊逻辑理论构建隶属度函数获得关于像素异常显著性的连续性属性标记,并将隶属度值作为权重,通过加权迭代过程实现多孔径映射的自适应收敛。最后,借鉴模糊逻辑理论中的去模糊机制,对多孔径检测结果进行融合,获得最终的检测结果。本文仿真试验采用高光谱遥感数据,从稳健性及对低显著度目标敏感性方面对算法进行验证。     

粗粒土渗透性能的试验研究

粗粒土作为土和块石的介质耦合体,具有非均质性、非连续性及试样的难以采集性等内在的独特性质,从而给研究带来极大的困难。粗粒土属于典型的多孔介质,其渗透特性与砾石的百分含量关系密切。利用自制的常水头渗透仪,测定了不同含砾量时粗粒土渗透系数值,研究发现含砾量与粗粒土渗透系数之间存在指数关系。在工程设计中可以通过合理调整粗粒土砾石的含量,达到控制其渗透性能的目的。基于幂平均法,提出了粗粒土复合渗透系数的计算公式,并通过试验结果验证了该式的正确性,为粗粒土渗透系数的理论计算提供了一个简明实用的计算工具。     

横流中多孔射流流动特性实验研究

横流中多孔射流的流动特性是揭示其输移扩散机理的基础。利用粒子图像测速技术PIV测量了横向流动条件下单孔、两孔和四孔射流的速度场,对射流主体范围内、射流的迎流面和各个射流之间的流场进行了研究。实验研究表明,多个射流中的第1个射流迎流面卷吸强度明显大于单个射流情况;两个射流之间的区域可分为两个部分,上游部分水体被卷吸进入上一个射流,下游部分水体被卷吸进入下一个射流;后面射流迎流面的横向流速明显低于第1个射流迎流面的横向流速,揭示了导致后面射流弯曲的横向有效流速沿程发展变化过程;揭示了横向有效流速的沿程变化规律。