乌鲁木齐部分高架桥周围高层建筑不同层面CO和CO2的测定

伴随着经济的发展,日益急剧增加的机动车辆使高架道路经常堵塞从而也成为空中停车场.为了解决交通拥挤问题,乌鲁木齐市不断在建高架,但交通带来的环境问题日益突出,因此研究高架及周围建筑污染程度显得极为重要.本文研究了乌鲁木齐市高架交通污染物在周边高层不同层面一氧化碳和二氧化碳的分布规律,研究结果表明高架周围建筑不同层面的一氧化碳和二氧化碳的浓度分布具有一定规律.此项研究工作可以为乌鲁木齐高架道路建设和周边建筑物的合理规划布局提供参考.     

非定常空气流场中污染气体的对流与粘性扩散

基于离散涡方法求得的非定常、不稳定空气流场，数值求解了污染气体在空气中的对流湍流扩散方程．两者在每一个时间步耦合，以求非定常对流项．考虑速度脉动，改进了扩散模式．用SF6作为示踪气体，进行了现场测量实验．测得了各测点的SF6浓度随时间的变化．实验结果与数值仿真进行了对比，两者吻合．     

反常扩散与分数阶对流-扩散方程

反常扩散现象在自然界和社会系统中广泛存在.考虑了扩散过程的时间相关和时空相关性，用非局域性的处理方法，在传统的二阶对流 扩散方程基础上，得到了分数阶对流 扩散方程，以此方程来描述反常扩散.在此方程中，弥散项和对时间的导数为分数阶导数所代替.由此分数阶对流 扩散方程，对传统的费克扩散定律进行推广，得到了广义的分数费克扩散定律，分数费克扩散定律说明某时刻空间中某点的流量不仅与其领域内的浓度梯度有关，而且与整个空间中其他不同点的粒子浓度、浓度变化的历史，甚至初始时刻的浓度有关.讨论了方程的解——分数稳定分布，并由此说明了扩散运动的平均平方位移是运移时间的非线性函数. 关键词： 扩散 分数阶微积分 稳定分布（Lévy分布） 费克扩散定律     

反扩散火焰温度场特性的实验研究

本文设计搭建石英管反扩散层流燃烧实验系统,研究了不同雷诺数和燃料组分条件下反扩散火焰的温度场特性。实验表明,反扩散火焰中心某一高度存在燃料和中心空气快速混合区域,体现出一定的预混燃烧特性。随中心射流雷诺数增大,火焰底部冷核区增大,高温区位置沿轴线上移,但火焰最高温度点的水平高度先升高后降低。不同燃料组分下,反扩散火焰的整体温度有所变化,但火焰温度的分布特性基本相似。     

CdTe太阳电池背接触层的XPS研究

采用共蒸发法在不同条件下制备了ZnTe和ZnTe∶Cu多晶薄膜,通过XRD和XPS研究了它们的结构和各元素的浓度分布。结果表明,不同衬底温度下沉积的薄膜,结构无明显变化,利用XPS溅射剖析获得了薄膜中各成分浓度随溅射时间变化的分布图,发现不同条件下制备的薄膜,溅射速率不同,各成分随溅射时间的变化也不相同。薄膜中Cu的浓度随溅射时间增加而快速增加,并达到一极大值,然后快速下降。根据Cu浓度的变化研究了ZnTe层对Cu原子的阻挡作用,通过对Cu浓度随时间变化分布图的比较,作者认为,用70 ℃制备ZnTe,而后在常温下制备ZnTe∶Cu的复合膜作为CdTe太阳电池的背接触层,能有效阻挡Cu原子的扩散,提高电池效率。     

Ag-Na离子交换玻璃波导的折射率分布研究

用Ag-Na离子交换技术制备了玻璃平面波导.通过棱镜耦合技术测量了波导的模折射率,用反WKB方法拟合得到了平面波导的折射率分布为高斯分布.发现Ag-Na离子交换的扩散系数与交换时间有关,并且随着交换时间的增加而减小.使用随离子浓度变化的扩散系数求解扩散方程得到了玻璃内部Ag离子浓度分布,并通过SEM谱证实了求解的正确性;使用一次多项式模拟的方法求解折射率变化与Ag离子浓度变化之间的关系,得到了平面波导的折射率分布.与反WKB法只能获得多模离子交换平面波导的折射率分布相比,这种方法可以得到任意扩散时间下折射率变化与Ag离子浓度,可以获得单模平面波导的折射率分布.     

基于页岩气返排液中污染气体浓度及扩散模型研究

针对页岩气开发过程中污染气体浓度与扩散分布不确定性问题,利用自主设计并搭建的开放光路傅里叶变换红外光谱(FTIR)测量系统,对返排液中污染气体进行浓度反演,并通过返排液流速及污染源大小,计算出污染源源强.结合现场环境,建立参考坐标,对高斯扩散模型进行数学推导,构建污染源面源扩散模型并进行仿真分析.结果表明:源强、距离、风速、大气稳定度影响气体浓度扩散.对返排液进行80 h连续测量,确定主要污染气体浓度及面源源强.实验结果表明:返排液排放的主要污染气体为丙烷、戊烷、丙烯、一氧化碳、二氧化硫;对应的最大浓度分别4.689, 25.494, 30.324, 0.656, 4.620 mg/m~3.最大面源源强分别为1.9872,10.9750, 12.8513, 0.2707, 1.9064 g/s.结合风速及日间环境情况,选取大气稳定度,将源强代入面源扩散模型,进行污染气体扩散浓度构建,实现对不同污染气体不同位置上浓度分布的实时监测.相对于传统测量方法,利用FTIR方法并结合面源扩散模型,不仅能够实现对污染源的非接触远距离在线测量,还能对污染气体分布进行安全区域划分.     

表面活性剂浓度对球形气泡界面和尾流的影响

发展了一种研究气泡界面污染程度的数值模型,并用其对流场中不同表面活性剂浓度下、上浮气泡的界面参量和周围流场进行了模拟研究。该模型假设吸附于气泡界面的表面活性剂分布在毗邻气液界面的薄吸附层中,且气泡界面上表面活性剂的吸附与解吸过程也发生于此;界面切应力为界面浓度的函数。研究发现:气泡界面的流动性会因表面活性剂的吸附而降低,该现象会增大气泡周围流域中切向速度在界面法向上的变化量,从而对界面性质和周围流场产生影响;由于对流的作用和吸附-解吸动态平衡的存在,气泡前部界面不完全干净,且受污染界面的流动性也不完全为零。     

高重复频率水冷Nd:YAG激活镜放大器的温度特性

为解决高重复频率大能量激光放大器的热管理问题,采用数值模拟与实验分析的方法,对背面水冷Nd:YAG激活镜放大器的流体散热进行了研究.基于低雷诺数k-ε湍流模型,建立了流-固共轭传热多物理场藕合分析模型,对比分析了近壁面处理方法对流体流动、对流扩散和热传导过程及温度分布的影响,分析研究了不同冷却液流量和泵浦参数对流场特性、激光介质温度和波前分布的影响.数值模拟表明:激光介质的温度分布与固液边界层内的黏性作用密切相关,且冷却液的热扩散主要发生在100μm范围内;激光介质的热沉积分布中心对称,而温度分布沿水流方向不对称,最大温升位于出水口端且基本保持不变;增益介质前表面的温度分布与介质的波前分布随冷却液流量非线性变化,而随泵浦参数线性变化;实验结果与数值模拟符合较好.     

微细管碳纳米管悬浮液强制对流换热实验研究

测量了水平微细圆管内蒸馏水和不同质量浓度的水基多壁碳纳米管纳米流体在低雷诺数下的强制对流换热特性。实验结果表明,与蒸馏水相比,纳米流体的对流换热系数显著提高,且随质量浓度和管内雷诺数的增大而增大;并且研究了流体管内流动阻力特性,得到的泊肃叶数f·Re值随着雷诺数的变化不明显,但纳米流体的f·Re值要明显小于纯水。     

Upscaling pollutant dispersion in the Mexico City Metropolitan Area

Pollutant emission is an important problem in megacities such as Mexico City, imposing serious threats to human health and economic activity. Public policies oriented to deal with pollutant management ought to be based upon a close understanding of the transport mechanisms involved in the commonly complex network of streets and buildings. Modeling and simulation tools have proved to be useful for understanding field measurements and developing efficient monitoring strategies. The aim of this work is to provide estimations of the (longitudinal and transverse) dispersion coefficients in upscaled models for pollutant transport in the Mexico City Metropolitan Area (MCMA). To this end, we use the method of volume averaging, which allows calculation of the dispersion coefficients by solving the associated closure problems in some representative regions of the MCMA. The results show that local geometry has an important effect upon contaminant dispersion, especially in the direction that is transverse to the pressure gradient. This suggests that, although winds can remove an important amount of atmospheric contaminants, high transversal dispersion can help in a fast spreading of contaminants within the street network.     

基于ALOS卫星图像阴影的天津市建筑物高度及分布信息提取

光谱差异是提取建筑物阴影信息的一个重要依据.基于ALOS卫星图像阴影与建筑物高度关系的分析,文章阐述了依据阴影来估算建筑物高度的原理和方法,辅以数据融合的方法,利用多光谱影像中的光谱差异从ALOS全色图像中准确提取阴影信息,从而建立一种基于图像阴影提取城市建筑物高度及分布信息的标准化流程.同时,在天津的城市建筑物高度获取试验中,建筑物高度提取精度的抽样验证率达到87.6%,初步显示出了 ALOS卫星数据在城市建筑物高度测量方面的巨大潜力.     

Calculation of radon diffusion coefficient and diffusion length for different building construction materials

The diffusion of radon in dwellings is a process determined by the radon concentration gradient across the building material structure between the radon source and the surrounding air, and can be a significant contributor to indoor radon inflow. Radon can originate from the deeply buried deposit beneath homes and can migrate to the surface of earth. Radon emanates to the surfaces mainly by diffusion processes from the point of origin following α-decay of ²²⁶Ra in underground soil and building materials used, in the construction of floors, walls, and ceilings. In the present study radon diffusion through some building materials viz. coarse sand and stone dust of different grain size has been carried out using LR-115 type II solid-state nuclear track detectors (SSNTDs). The radon diffusion coefficients and diffusion lengths through these building construction materials have been calculated. The effect of grain size on radon diffusion through these building materials shows the decrease in radon diffusion with decrease in grain size.     

Modeling of hazardous air pollutant removal in the pulsed corona discharge

This study investigated the effects of two parts of the performance equation of the pulsed corona reactor, which is one of the non-thermal plasma processing tools of atmospheric pressure for eliminating pollutant streams. First, the effect of axial dispersion in the diffusion term and then the effect of different orders of the reaction in the decomposition rate term were considered. The mathematical model was primarily developed to predict the effluent concentration of the pulsed corona reactor using mass balance, and considering axial dispersion, linear velocity and decomposition rate of pollutant. The steady state form of this equation was subsequently solved assuming different reaction orders. For the derivation of the performance equation of the reactor, it was assumed that the decomposition rate of the pollutant was directly proportional to discharge power and the concentration of the pollutant. The results were validated and compared with another predicted model using their experimental data. The model developed in this study was also validated with two other experimental data in the literature for N₂O.     

三维荧光光谱及平行因子分析在石油类污染物检测分析中的应用

以三维荧光光谱技术结合平行因子分析算法研究了石油类污染物识别与浓度测量方法,重点分析了两种以上成品油共存时对测量的影响。以0#柴油、97#汽油与煤油的CCl4溶液为测量样本,通过两种或三种油不同配比的混合溶液来模拟多种石油类污染物共存的状态,研究平行因子分析方法在复杂混合物共存体系成分分析时的特点。实验分别针对汽柴油混合溶液、柴煤油混合溶液以及存在少量煤油干扰成分的汽柴油溶液,分解得到各溶质的激发与发射特征光谱,实现了各混合样品中主要成分含量的同时测量,计算了平均回收率。结果表明,该方法能够实现石油类污染物中共存成分的识别与浓度测量。     

戈壁地区折射率结构常数高度分布的统计特性

通过以系留气球和探空气球为平台的方式, 搭载温度脉动仪在戈壁地区对大气折射率结构常数开展长期测量。对获取的实验数据开展统计分析, 探讨了在白天与夜间折射率结构常数的平均情况、高度分布、偏度与峰度、季节的强弱特性等四个方面的内容, 结果表明:在测量地区, 随高度分布的大气折射率结构常数在白天和夜间的算术平均值和对数平均值的比值会有较大的差异, 并且白天和夜间的对数平均值和标准差系数随高度分布各有其特点, 表现在随高度整体减小的同时会有起伏出现, 尤其是夜间;白天和夜间的偏度与峰度主要表现出右偏和尖峰特性, 在高度分布上有所不同;季节变化对湍流的强弱分布产生明显影响, 集中体现在中性湍流和弱湍流分布情况随高度发生交互变化。     

PM2.5质量浓度廓线的激光雷达反演研究

针对PM2.5质量浓度在空间不同高度上的分布测量较难这一问题,采用激光雷达和大气透射仪以及粒径谱仪进行联合探测,反演PM2.5质量浓度廓线.考虑相对湿度等因素的影响,通过大气透射仪和粒径谱仪建立地面PM2.5质量浓度与大气透过率之间的函数关系.以大气透射仪所测地面大气透过率值为基准,修正激光雷达大气透过率在高空的边界值,结合Fernald后向积分法反演出大气透过率的垂直分布.依据建立的函数关系和大气透过率垂直分布,得到PM2.5质量浓度廓线,并采用HYSPLIT后向轨迹分析不同高度层气溶胶的输送和动态变化.通过激光雷达、大气透射仪和粒径谱仪的联合探测实验,结果表明:经大气透射仪修正后,大气透过率垂直分布精度得到了提高,PM2.5质量浓度廓线很好的反映了气溶胶垂直分布的微物理变化特征.     

Lift-off characteristics of triple flame with concentration gradient

The concentration gradient and uniform mean velocity of a triple flame in a mixing layer were studied using a multi-slot burner, which can stabilize the lift-off flame especially at a very small concentration gradient. Flame stabilization conditions were examined, and the lift-off heights of the triple flame were measured for methane and propane flames. A hot-wire anemometer was used to measure the velocity distributions. Mass spectroscopy (for methane) and Rayleigh scattering (for propane) were used to measure the concentration gradients. OH radical distribution was measured by laser-induced fluorescence (LIF), and in-stream velocity variation was measured with particle-image velocimetry (PIV). Maximum in-stream temperatures were measured using the coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) technique. Lift-off heights of triple flames have minimum values during the increase of concentration gradient, and the propagation velocity of triple flames reaches its maximum at a critical concentration gradient. This is caused by three factors: velocity distribution upstream, flammable limit of premixed gas, and reaction of diffusion flame. The critical concentration gradient, which maximizes the propagation velocity is suggested as a new criterion of transition from a premixed flame to a triple flame.     

变压器振动在典型建筑结构中的衰减特性*

为掌握10 kV居民区配电变压器振动在建筑中的衰减规律,将实测的变压器振动加速度转化为激励力,作用于剪力墙和框架建筑上,采用有限元法仿真研究变压器振动在建筑中的衰减特性。结果表明,在具有相同层高、层数的剪力墙、框架高层建筑中,位于负一层的变压器传播至各楼层的铅垂向振动加速度级(0～500 Hz),随楼层离地高度h对数值(lg h)的增加线性下降,其斜率分别为33.26和24.84,前者的衰减速率(lg h每增加1振动加速度级的衰减量)约为后者的1.3倍;在剪力墙、框架多层建筑中斜率分别为31.87和20.07,前者的衰减速率约为后者的1.6倍。可见,当建筑层高、层数相同时,变压器振动在剪力墙建筑中比框架建筑中衰减更快;当建筑结构相同时,振动在高层建筑中的衰减速率略大于多层建筑。对0～80 Hz环境振动,变压器振动在剪力墙高层建筑中的铅垂向Z振级衰减速率约为框架高层建筑的2.4倍;剪力墙多层建筑振动衰减速率约为框架多层建筑的3.7倍。在此基础上,建立了变压器传播至剪力墙、框架建筑不同楼层的振动单值和分频段预测模型,可为变压器引起的建筑室内振动预测和控制提供依据。