水蚀性岩层中的渗流和无机污染物的迁移

介绍水蚀性岩层中的渗流及金属和无机污染物迁移问题．通过对含有污染物的某些蓄水系统中的物理和化学过程的分析得出一些结论，并对这些过程不仅作了详细的说明，而且采用恰当的数学和化学方程加以讨论．在水蚀性岩层中无机污染物的迁移用高渗透率多孔介质中流动的基本方程近似地描述，而对流、水动力学扩散、稀释等影响可作为物理过程来阐述．总的说来，控制裂隙岩体中地下水流动与污染物输运的物理和化学机理是建立水蚀性岩层中无机污染物输运近似方法的基础．     

填埋场粘土类防渗系统研究进展

作为防止污染物扩散的防渗系统是填埋场中最重要的部分之一。在总结国内外众多有关填埋场粘性土防渗系统研究成果的基础上，阐述了粘土类防渗系统的工作机理；从粘性土阻滞特性、污染物运移、改性与替代材料以及防渗系统设计等4个方面综述了粘土类防渗系统研究的最新进展；并据此认为，非饱和渗透特性、吸附效应及基于吸附－扩散效应的设计方法等将成为今后填埋场粘性土防渗系统研究的主要问题。     

无量纲混相驱对流-弥散方程的数值求解

给出了混相驱对流-弥散方程的无量纲形式；采用高阶精度差分格式对其进行数值求解并应用于几个具体算例中。本文数值结果和算例给出的结果对比，充分验证了本文数值模型的可靠性和准确性。该数值模型可以用来研究诸如土壤或地下水污染物输运以及空气污染等领域里的传质问题．     

用同伦方法反演非饱和土中溶质迁移参数

非饱和土中溶质迁移参数反演问题可以归结为非线性算子方程的求解问题. 将同伦方法 引入该问题的求解，通过构造线性同伦将原问题转化为求解同伦函数最小值的无约束优化问 题. 同时在分析了同伦参数正则化效应的基础上，提出一种两段同伦参数修正方法. 即在求 解的初始阶段，根据拟Sigmoid函数调整同伦参数，以追踪同伦路径，保证计算稳定地进行； 在迭代的后期，采用与残差相关的同伦参数修正方法，以抵抗观测噪声对求解的影响. 数值 算例为求解带有平衡及非平衡吸附效应的一维非饱和土中溶质迁移模型参数反演问题，计算 结果表明了该方法的大范围收敛性及较强的抵抗观测噪声的能力.     

梯度润湿表面上液滴定向迁移及合并行为的格子Boltzmann模拟

采用改进的格子Boltzmann方法，对梯度润湿性表面上液滴的定向迁移及合并行为进行了数值模拟，该模型在精度和稳定性上都有很大改善，同时，研究了梯度润湿性表面上液滴定向迁移和合并的动力学特性，并对液滴尺寸及润湿梯度对液滴动力学特性的影响规律进行了分析。数值结果表明，液滴在梯度润湿性表面运动时会发生形变，且动态接触角逐渐减小。润湿梯度对液滴定向迁移行为有显著影响，润湿梯度越大，液滴左右侧接触线位移越大，润湿长度增加越快。但是液滴尺寸对接触线位移影响较小。润湿梯度对液桥宽度基本无影响，但对液滴初始合并时间有显著影响。     

非均匀含水层中污染物的输送及生物降解的流动研究

介绍了受污染的地下水中化学物质与微生物相互作用的生化与动力过程。作为例子，提出了一个定量描述非均匀地下水流中有机物与细菌迁移变化的数学模型，并简要介绍了出现在控制方程中几个应关注的问题，如变量大梯度与特征时间尺度问题，以利于数值求解。     

激光驱动液滴迁移的机理研究

液滴热毛细迁移是微重力流体科学中的典型科学问题, 微重力液滴动力学研究不仅具有流体力学的理论意义, 而且具有重要的实际应用价值. 建立了二维轴对称激光驱动液滴迁移模型, 通过仿真计算研究微重力环境下激光驱动液滴迁移的过程, 研究了液滴直径、母液参数等对液滴迁移速度及行为的影响. 首先研究了母液和液滴对激光系数均较小, 液滴初始位置不同时液滴的迁移行为; 然后研究了母液对激光吸收系数较小, 液滴对激光吸收系数较大时, 不同液滴直径与母液宽度比条件下液滴的迁移行为. 仿真结果表明: 当母液和液滴对激光的吸收系数都很小时, 液滴迁移的方向主要受到液滴初始位置的影响; 当母液对激光的吸收系数较小, 液滴对激光的吸收系数较大时, 液滴会朝激光方向迁移, 液滴初始位置对迁移方向影响较小, 但液滴直径与母液宽度之比会影响液滴迁移行为. 将模拟结果与YGB理论对比, 仿真结果与理论结果趋势一致. 研究激光驱动液滴迁移的物理机制, 探索界面张力作用机理, 得到激光驱动液滴迁移的规律, 探索对液滴的驱动控制方法.      

地下水流并行有限层方法及同伦反演研究

根据有限层求解格式存在的解耦性，实现了地下水三维流问题的高效并行化计算。在此基础上，结合非线性同伦方法，提出了地下水参数反演分析的并行同伦算法，利用MATLAB编译了相应的正反演计算程序。与已有解析解和有限差分解的对比以及数值算例，验证了并行化正反演方法及程序的正确性，探讨了并行算法的计算效率。研究表明，并行方法可以有效提高计算速度，较串行方法具有明显优势，同时同伦反演方法具有大范围收敛的特点，不依赖于参数值的初始选取。     

液滴热毛细迁移问题的研究进展

液滴或气泡的迁移现象无论是在流体力学的基础研究中，还是在材料加工，化学工程等实际 应用中都是一个很重要的课题。在微重力环境中，如果在液滴或气泡所在的母液中外加一个温度 场，则液滴或气泡就会由于表面张力分布的不均匀而发生迁移运动。这种运动被称为Marangoni迁 移或热毛细迁移运动。本文综述了液滴或气泡的热毛细迁移问题历史研究中理论分析，数值模拟 以及实验方面的主要结果，阐述了该问题的研究发展过程。目前液滴迁移问题的研究状况，理论 分析解还只限于线性及弱非线性的定常问题，数值模拟工作已经得到了在热对流作用比较小的时 候液滴的非定常迁移过程，但是对于热对流影响很大的情况(Marangoni数大于100)则尚未得到过 与实验中观测到的相一致的理论结果。本文在总结前人研究的基础上，同时给出了在对于热对流 作用较大时液滴热毛细迁移非定常问题的最新的数值模拟的结果，并对该问题在此情况下产生的 新的变化也给予了分析。最后，文中分析了当前研究中所存在的问题并进一步展望了液滴热毛细 迁移问题在未来的发展方向。     

双液滴热毛细迁移的实验研究

在地面实验中，研究在竖直向上温度梯度流场中，双液滴的热毛细迁移运动和它们间的相互 作用. 豆油和硅油分别作为实验系统的母液和液滴. 液滴迁移轨迹被记录和分析. 实验结果 表明，大小液滴的实验迁移速度均小于理论迁移速度；两个液滴之间的相互作用对小液滴的 影响更为明显，使之出现倾斜``8'字的迁移轨迹；两个液滴的运动速度都出现了振荡现象， 小液滴可能出现短时反向迁移. 实验结果与数值模拟结果较为相似，但尚有差异，需要进一 步进行研究.