多孔性固体与气体传递反应过程特性研究

本文建立了多孔性固体与气体反应的流态化实验装置,进行烟气脱硫反应实验,以此分析反应过程中固体颗粒的孔隙结构变化,确定转化率等重要数据。实验表明,固体孔隙特性对反应过程起关键性作用。相同条件下,初始孔隙率越大,可使相同反应时间内达到的转化率越高,即初始孔隙率决定最终转化率,但是孔隙分布方式则影响反应过程特性,即具有相同初始孔隙率不同孔隙结构分布的固体反应物达到最终转化率的过程不同。     

中温循环流化床烟气脱硫基础-曳力模型与流动的数值研究

为了准确模拟中温烟气脱硫的循环流化床(CFB)反应器内的脱硫过程,本文首先采用欧拉双流体方法研究了床内的稠密气固两相流动,讨论了表征气固两相相互作用的关键参数-曳力模型,并对适于均匀流动的经典曳力模型进行了颗粒团聚所致的非均匀效应的修正.计算的床内存料量和总压降与实测值之间的误差均小于5%.本研究为中温脱硫过程的优化和降低能耗奠定了流体力学基础.     

生石灰颗粒中温脱硫过程数值计算

本文采用晶粒模型对中温条件下单颗粒石灰石脱硫过程进行数值模拟。利用已有文献数据、电子显微镜及TGA实验数据确定模型中化学反应动力学以及物性参数。计算结果与TGA实验结果符合较好,表明脱硫模型可直接应用于中温条件下石灰石脱硫过程的数值预报与分析。     

太阳能甲醇重整制氢过程催化剂颗粒床特性及综合性能数值分析

针对太阳能甲醇重整制氢系统的数值研究,以往受限于网格划分和计算资源,多采用假设均匀的多孔介质模型,但难以准确描述微观结构下的多组分热-质传输和化学反应过程。本文结合催化剂颗粒床模型和多孔介质模型各自优势,建立了基于实际催化剂颗粒床孔隙率分布的太阳能甲醇重整制氢系统三维综合数值模型,并将计算结果与传统模型进行对比,发现孔隙率分布对系统性能有着较大的影响,而本文所建的基于实际孔隙率分布的模型更接近于系统真实情况。基于此,本文进一步考察了催化剂颗粒尺寸和运行参数对整个系统流动传热和化学反应综合性能的影响规律。     

爆炸平面冲击波在金属颗粒介质中的衰减

 分析了颗粒介质在冲击载荷下的加载、卸载本构关系,应用特征线理论对平面一维爆炸冲击波在颗粒介质中的衰减进行了计算。结果表明：组成颗粒的材料、孔隙率及炸药的爆速决定了初始冲击波峰值的大小。炸药爆速越高,介质孔隙率越大,材料本身的冲击阻抗越大,初始压力越高。炸药长度、材料本身的冲击阻抗及介质的孔隙率决定了冲击波的衰减速度。炸药长度越小,材料本身的冲击阻抗越大,介质的孔隙率越高,冲击波衰减越快。     

两相钛合金再结晶退火组织与织构演变的蒙特卡罗模拟

蒙特卡罗(MC)方法被广泛应用于模拟金属材料在退火过程中的静态再结晶行为. 在已有两相材料晶粒长大MC模型基础上, 引入形核阶段, 综合考虑再结晶晶粒吞并形变晶粒和再结晶晶粒竞争长大两种情况, 建立了退火时两相合金再结晶MC模型.结合电子背散射衍射所测 初始晶粒形貌、相成分、晶体学取向及应变储能相对值, 该模型被应用于TC11钛合金退火过程中的微观组织及织构演变模拟.结果表明, 所建模型能够较好体现退火过程中两相晶粒的形核及晶粒长大行为. 与β相相比较, α相具有较低的再结晶速率和较高的晶粒长大速率, 前者主要归结于α相较低的初始应变储能, 后者则体现了该条件下初始组织形貌、分布及两相比例对晶粒长大具有重要影响; 由于非均匀形核的影响, 模拟得到的再结晶速率变化与 假设均匀形核的Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov 再结晶方程存在明显差异.同时, 两相的基本织构特征在退火过程中无明显变化, 但织构强度增加. 关键词： 两相钛合金 再结晶 蒙特卡罗方法 织构     

稠密气固两相QL-EMMS曳力模型及改进

通过引入颗粒加速度,改进现有EMMS曳力模型中的颗粒受力平衡关系,耦合流动的整体参数、局部参数与曳力,提出了基于流态化多尺度最小能量原理的QL-EMMS曳力模型.实验检验表明,模型精度高,普适性好.进一步采用O-S经验曳力模型的单峰函数,修正了颗粒团直径公式,改进后的QL-EMMSn模型更加合理地体现了非均匀曳力变化的...     

低速过滤燃烧火焰面倾斜动力学因素数值预测

采用数值手段对贫甲烷/空气预混气体低速过滤燃烧火焰面倾斜动力学因素进行数值预测。确认多孔介质内局部孔隙率分布不均匀性、初始预热段预热不均匀性等因素是火焰面倾斜不稳定性发生的动因。火焰面倾斜演变的快慢与孔隙率分布不均匀性及初始预热段预热不均匀性具有相关性,孔隙率分布及初始预热越不均匀,火焰面倾斜不稳定性发展越快。此外,将数值预测结果与实验结果分析比较,确认实验中火焰面倾斜不稳定性发生及发展是多因素叠加扰动的结果。     

煤焦破碎成灰模型研究

本文从颗粒破碎的角度,建立了燃烧过程中单颗煤焦的逾渗破碎及其成灰模型,并深入研究了初始大孔隙率对颗粒破碎程度以及残灰粒径分布的重要影响。模拟结果再现了无大孔存在(φ=0)情况下,单颗煤焦生成单颗残灰的实验事实;研究结果还表明,在所考察的取值范围内,初始大孔隙率φ越大,煤焦颗粒破碎越剧烈,燃烧前期的破碎程度也随之升高,同时,φ越大,燃烧过程中单颗煤焦生成残灰的数目越多,平均粒径越小,而且残灰主要集中在粒径较小的范围内。     

生石灰粉和飞灰物料团脱硫反应的模型研究

本文采用理论推导得到了生石灰粉和飞灰物料团的脱硫反应模型,并采用此模型比较计算了颗粒团大小、颗粒团空隙率、单个颗粒大小以及生石灰颗粒所占比例f对颗粒团脱硫反应的影响,计算结果合理,说明本文推导得到的生石灰粉和飞灰物料团脱硫反应模型是科学合理的。     

用于脉冲等离子体推力器烧蚀过程仿真的新型机电模型

用于脉冲等离子体推力器(PPT)工作过程仿真的一维机电模型, 具有模型简单、计算周期短等优点, 在PPT设计过程中得到了广泛应用. 本文针对机电模型假设工质烧蚀质量为常数和不考虑烧蚀过程这一局限, 提出了一种采用Teflon一维烧蚀模型计算工质烧蚀质量的改进模型, 并以LES-6 PPT为研究对象进行了仿真. 通过与LES-6 PPT实验数据进行对比, 仿真结果与实验数据符合, 充分验证了模型的可靠性. 此模型能够对Teflon工质在PPT工作过程中的温度变化和烧蚀过程进行仿真, 弥补了机电模型忽略烧蚀过程对仿真结果所造成的影响, 同时, 此模型依然保持了机电模型简单易于实现的优点, 对于脉冲等离子体推力器的设计具有重要意义. 关键词： 脉冲等离子体推力器 机电模型 烧蚀模型 数值仿真     

非胶结含水合物沉积物修正等效介质速度模型及其地震波场特征研究

通过数值分析,发现对应于悬浮模式、颗粒接触模式的等效介质模型A,B预测的含水合物沉积物纵波速度、横波速度及泊松比存在物理认识上的缺陷,单独考虑水合物微观模式为悬浮模式或颗粒接触模式并不合理.认为非胶结水合物的微观模式与其饱和度存在关联,并运用拉格朗日插值方法建立了新的非胶结含水合物沉积物修正等效介质速度模型.该模型体现了水合物饱和度对于水合物微观模式的影响,数值分析结果表明新模型预测结果更合理.基于新模型对非胶结含水合物沉积物的地震波场进行了数值模拟,探讨了似海底反射及空白带的形成机理,对实际水合物地震勘 关键词： 水合物 等效介质模型 似海底反射 空白带     

Spatial and Temporal Behaviors in a Modified Evolution Model Based on Small World Network

In this paper, we introduce a new modified evolution model on a small world network. In our model,the spatial and temporal correlations and the spatial-temporal evolve pattern of mutating nodes exhibit some particular behaviors different from those of the original BS evolution model. More importantly, these behaviors will change with φ, the density of short paths in our network.     

Prediction of stock markets by the evolutionary mix-game model

This paper presents the efforts of using the evolutionary mix-game model, which is a modified form of the agent-based mix-game model, to predict financial time series. Here, we have carried out three methods to improve the original mix-game model by adding the abilities of strategy evolution to agents, and then applying the new model referred to as the evolutionary mix-game model to forecast the Shanghai Stock Exchange Composite Index. The results show that these modifications can improve the accuracy of prediction greatly when proper parameters are chosen.     

页岩气藏渗流机理及压力动态分析

针对页岩气藏的特点,分析国内外对解吸、扩散等数学描述方法,建立三种机理作用下的渗流数学模型:①考虑有机基质表面解吸,解吸气和游离气共同窜流的数学模型;②考虑有机基质解吸和扩散的数学模型;③考虑有机基质中的气体解吸、扩散,以及无机基质中气体窜流综合作用的数学模型.运用点源函数方法,得到模型的基本点源解,对点源解作积分变换得到垂直压裂井、压裂水平井两种开采方式下的地层压力解,绘制出三种机理影响下的压力动态曲线,并从渗流机理上分析曲线特征以及不同曲线存在差异的原因.     

Effect of porosity on the thermal conductivity of copper processed by powder metallurgy

Powder metallurgy is a preferred method of processing copper–carbon composites due to the non-wetting nature of these materials. Porosities are inherently introduced in these material systems, and adversely affect the thermal conductivity of the composite material, among other factors including interfaces and reinforcement distribution. In this work, we focus on the matrix material of pure copper and systematically analyzed the effect of volume fraction of porosities on the thermal conductivity. Spherical and dendritic copper powder materials were processed and it was found that the surface chemistry and morphology of particles affected the thermal conductivity apart from the porosity values. In order to study the effect of porosities alone, dentritic powder was used in the study. The thermal conductivity vs. porosity behavior showed three distinct domains. In all the domains the thermal conductivity decreases as volume fraction of porosities increases; however, in domain II, the decrease was much steeper than the other two. We are able to explain the variation based on the presence of interconnected and open pores in domain III to closed pores in domain I, and the transition occurring in domain II. None of the existing models capture the overall behavior. However, if we specifically account for the variation of number of grain boundaries with sintering, then the modified EMT model can match the experimental data.     

生物膜滴滤塔的废气净化效率

本文在生物膜滴滤塔废气净化的毛细管模型基础上,研究了气、液两相流量、填料的比表面积、孔隙率、生物膜覆盖率和甲苯进口浓度等参数对生物滴滤塔净化效率的影响。计算结果表明:随着气、液流量的增加,降解效率降低;当孔隙率一定,随着填料的比表面积增大,降解效率升高;当填料比表面积一定时,存在一个对应于最大净化效率的最佳孔隙率;生物膜覆盖率越大,净化效率也越高;随着甲苯进口浓度升高,净化效率降低;填料床越高,净化效率越高。     

Anomalous change of groundwater radon concentration monitored at Nakaizu well in 2011

An anomalous increase in radon concentration was measured at the Nakaizu observatory on the Izu Peninsula prior to the 2011 Tohoku earthquake using a custom-made radon counter. Since the increase was more than three times the standard deviation of radon concentration variations over 35 years of recorded data, it is considered likely that it is a precursor to the earthquake. Following the earthquake, the radon concentration decreased exponentially to the background level. The anomalous increase is explained using a modified volatilization model containing three important aquifer parameters: the groundwater saturation ratio, the fracture surface area per unit volume, and the porosity. The modified model can also explain the radon concentration behavior prior to the 1978 Izu-Oshima-Kinkai earthquake.     

基于瑞利-索墨菲积分的大角度激光分束器设计

针对目前激光分束器只能产生小发散角的问题,基于严格的非傍轴近似的衍射积分公式,提出了一种大发散角分束器的设计方法.先对目标光场分布进行坐标和光强修整,再利用改进的GerchbergSaxton迭代算法得到所需分束器的相位分布.分别采用本文设计方法和原有方法设计了发散全角为40°×40°的5×5分束器,仿真和实验结果表明:原有方法设计得到的5×5子光束存在着显著的枕形畸变,并且光强分布不均匀.而本文方法设计得到的子光束呈均匀等间隔排列,并且强度分布更为均匀.     

The excluded-volume effect in microscopic pedestrian simulations

We propose a pedestrian position update rule, which is added to a microscopic pedestrian model to avoid pedestrian overlap. In the rule, the step size of a pedestrian moving in a selected direction at each update is in inverse proportion to the repulsive actions imposed by other pedestrians moving in a direction with an exponential rate. The positions of the pedestrians are then updated in each small time interval. In this way, a barrier between the pedestrians can be generated, and after updating their positions the pedestrians do not overlap with each other. The modified model is compared to the original model through a simulation of the evacuation process of pedestrians in a closed area. The simulation results indicate that the modified model is superior to the original model in several aspects.