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1.
粗糙底床泥-水界面区域的物质交换过程不仅与水动力作用有关,还涉及到底床物理特性和床面形态的影响.为研究粗糙底床渗透率和床面微地形对泥-水界面物质交换过程的综合影响,通过实验室环形水槽实验,测量得到不同砂质平整底床和存在离散粗糙元床面条件下,泥-水界面物质交换通量和有效扩散系数的定量数据和变化特征,并采用参数化方法分析无量纲控制参数变化范围内界面物质交换特性的主导机制.实验结果表明,粗糙底床渗透率和床面微地形共同对泥-水界面物质交换过程起重要作用.与平整底床相比,离散粗糙元局部绕流结构驱动的附加泵吸交换不同程度增大了界面物质交换通量,其增强效应与底床渗透率和床面粗糙度的变化密切相关.随底床渗透率和床面粗糙度的增大,有效扩散系数总体呈增大趋势,湍流渗透对界面物质交换的影响趋于增强,而泵吸交换的相对贡献趋于减弱.因此,分析存在床面微地形粗糙底床的主导界面物质交换机制,需要考虑底床渗透率和床面粗糙度的综合影响. 相似文献
2.
基于PAF-301分子模型通过Li 掺杂或B取代等模式设计了几种新型多孔芳香骨架(PAFs)材料, 采用量子力学和分子力学方法对新材料的储氢性能进行研究. 由量子力学计算得到了不同分子片段与H2之间的结合能, 并结合DDEC方法计算了各分子片段的原子电荷分布. 利用巨正则蒙特卡洛(GCMC)模拟方法计算了77和298 K下H2在不同PAFs材料中的吸附平衡性质. 结果表明, H2直接与苯环的结合能较低, 但掺杂Li 原子能够提高H2与六元环的结合能, 同时Li 原子体现出较高的正电性质, B原子取代苯环中的两个C原子后, 使得原有C原子电负性增强; 77 K下PAF-301Li 具有最高的储氢性能, 而PAF-C4B2H4-Li2-Si 和PAF-C4B2H4-Li2-Ge体现出较好的常温储氢性能, 各种材料的常温储氢性能远低于其低温储氢性能. 通过77 K下H2在PAFs材料中的等位能面分布和吸附平衡质心密度分布对H2在PAFs 材料中的优先吸附位置进行分析, 发现在PAF-301 和PAF-301Li 骨架中, 由于中心能量较低的等位能区域范围较宽, H2在其中存在四个明显的吸附高密度分布区域, 而其它三种PAFs晶胞中心能量较低的等位能区域范围较窄, 使得H2在其中只存在两个明显的吸附高密度分布区域. 相似文献
3.
利用阿维菌素具有2个活性羟基的特性,设计合成了一种具有阿维菌素结构单元的阴离子型聚氨酯分散剂,采用核磁共振和红外光谱表征了其结构.利用分散剂与阿维菌素结构的相似性,将溶有阿维菌素的分散剂溶液加入水中,制备了阿维菌素的纳米水分散体.研究分散剂中羧基含量及其分子量对分散体粒径的影响,结果表明,随着羧基含量的增加,分散体粒径逐渐降低,适当控制分子量有助于改善分散剂的分散能力.透射电镜显示分散粒子具有近似球形的形貌,粒径在20~40 nm之间.纳米分散体具有较高的离心稳定性和稀释稳定性. 相似文献
4.
激光驱动惯性约束聚变中壳层材料和聚变燃料的混合是影响聚变点火燃烧性能的关键物理问题,聚变过程中混合物形态的演化及相应热核反应速率的物理建模直接影响数值模拟的置信度,具有重要的科学意义和应用价值.本文以扩散混合机制下混合形态随时间的演化规律及其对热核反应速率的影响为研究对象,基于热力学平衡与理想气体物态方程假设,通过解析分析与一维球几何扩散方程数值解的对比研究,揭示了扩散混合主导下热核反应速率随混合形态演化的物理规律.研究发现,混合量主要通过影响燃料的体积份额直接影响热核反应速率,由混合非均匀尺度和扩散系数共同决定的扩散时间直接影响热核反应速率的时间演化行为.进一步利用蒙特卡罗方法直接模拟扩散过程得到的互扩散系数,定量分析了燃料中混入低Z、高Z材料时热核反应速率随时间演化的差异,通过与美国非均匀混合效应实验典型数值模拟结果进行对比分析,验证了理论评估的可靠性.本工作对我国惯性约束聚变混合效应实验的设计和改进具有重要参考意义. 相似文献
5.
采用低场核磁(LF-NMR)及其成像技术(MRI)研究干制虾仁在25℃复水过程中的水分含量、分布及状态变化,并通过线性回归分析不同复水时间干制虾仁的LF-NMR参数与质构特性及复水率的相关性。实验结果表明,干制虾仁复水过程中存在结合水、不可移动水和自由水3个组分峰,随着复水时间的增加,结合水无明显变化,而自由水、不易流动水含量增加,且自由度增加,流动性增大。LF-NMR参数(T_(22)、T_(23)、A_(22)、A_(23)和A_(Total))和硬度、咀嚼性、弹性、凝聚性以及复水率有极显著的相关性(R~2≥0.613),为干制虾仁复水过程中品质的快速无损预测提供了一种新方法。 相似文献
6.
染料敏化光电化学电池(DSPECs)是构建人工光合作用体系的潜在方式,其优势在于可通过优化染料结构来拓展可见光吸收范围,从根本上提高太阳能利用效率.染料敏化光阳极在受激发产生电荷分离之后,激发电子注入TiO2半导体导带,由于其导带位置比传统的可见光半导体,如BiVO4和Fe3O4等相比较负,因此理论上可以在较小的偏压下取得较大的光电转换效率,也更有利于和光阴极相耦合实现无偏压分解水.电荷传输动力学研究表明,注入到TiO2导带的电子向氧化态光敏剂和催化剂的回传是造成体系能量损失的主要原因,集中体现在光电流密度和效率的降低.目前,已经报道了多种手段来减少DSPECs光阳极表面的电子回传,包括使用带有长烷基链的锚定基团对水氧化催化剂进行修饰,在半导体表面引入电子中介体以及使用核-壳结构的基底等.其中,SnO2/TiO2基底被广泛应用在染料敏化光阳极中,这种基底可以提高光生电子的注入效率,同时两种金属氧化物之间的异质结有效抑制了电子回传,从而提高了DSPECs的光电活性.然而,核-壳结构基底需要使用原子层沉积技术来制备,所以操作相对复杂.本文基于Ru-bda(bda=2,2'-联吡啶-6,6'-二羧酸)结构的分子水氧化催化剂和带有磷酸修饰基团的三联吡啶钌通过共吸附的方式制备染料敏化光阳极,在不使用核-壳结构基底的情况下,利用吡啶衍生物对TiO2电极表面的修饰来减少电子回传.本文利用一系列吡啶衍生物作修饰负载在TiO2光阳极上(TiO2|RuP,1;RuP=Ru(4,4'-(PO3H2)2-2,2'-联吡啶)(2,2'-联吡啶)2;1=Ru(bda)(L)2,bda=2,2'-联吡啶-6,6'-二羧酸,L=(10-吡啶-4-基氧基)癸基)膦酸.在100 mW/cm2的白光照射下(λ>400 nm),TiO2|RuP,1,P1(P1=4-羟基吡啶)光阳极在0.4 V(vs.NHE)的外加偏压下获得了1 mA/cm2的光电流密度,其光电流比未修饰吡啶的光阳极增加了42%.同时,其入射光子-电流转化效率在470 nm波长的单色光光照下达到最大,为13.6%.经过吡啶衍生物所修饰的光阳极光电性能和文献中利用核-壳结构基底所制备的类似光阳极性能相当,且光电流密度随吡啶对位取代基供电性能的增强而增大.瞬态吸收光谱和电化学阻抗谱测试表明,吡啶吸附在光阳极上能有效地抑制界面上的电子回传,延长电荷分离寿命,是光电流增加的根本原因,这也表明有机小分子修饰是提高染料敏化光阳极性能的简单、有效的策略. 相似文献
7.
天然盐渍土冻融循环时水盐迁移规律及强度变化试验研究 总被引:5,自引:0,他引:5
通过对新疆喀什地区12处天然盐渍土室内基本性质试验分析,选取典型天然盐渍土,在开放系统中进行反复冻融循环条件下的试验研究。研究了天然盐渍土在多次冻融循环时的水分和盐分迁移规律及强度变化特征。试验结果表明:经多次冻融循环,低液限粘土试样水分重分布与盐分重分布有很大的一致性,水分和盐分自下而上迁移;试样粘聚力自下而上线形减小,内摩擦角呈s形分布。含砂低液限粘土试样冻融循环过程中,易溶盐均随水分向冷端面迁移,离子剖面呈现中间大两端小的趋势;试样粘聚力呈反s形分布,内摩擦角均呈s形分布。 相似文献
8.
防护林带:湍流的数学模型与计算机模拟 总被引:3,自引:0,他引:3
虽然防护林用于减小风速、控制热量和水汽传递及污染物扩散、
改善气候与环境、增加作物产量等已经有几百年了, 但直到近几十年,
人们才开始系统地研究防护林空气动力学的遮蔽机制.在本综述中,我
们考察了绕防护林带的流动与湍流控制机制,最新的模型与数值模拟
研究情况;通过数值模拟与实验数据的比较,来了解防护林带结构与防
风效果之间的关系;讨论数值分析如何及为什么能够得到所需要的结果.
本文将从多孔隙防护林带流动基本方程组的推导开始,讨论数值模型及
模拟过程,对附体与分离流动进行预测;分析了遮蔽机制与动量交换;对
风向、防护林密度、宽度和三维性对流动与湍流的影响作了系统的论
述.还对热流和土壤水分蒸发的新模型及数值模拟作了简述.最后,我们
对网络工作站、群和高性能分布式并行计算机及其对防护林带模型预
报能力的提高作了讨论. 相似文献
9.
10.
荒漠地区由于气候干燥,降水稀少,水分常成为制约植被生长的因素之一,水分胁迫对植物长势和产量的影响比任何其他胁迫都要大。随着高光谱技术的发展,国内外已有众多学者利用高光谱数据研究植被遭受胁迫作用,然而这些研究对象多集中于甜菜、棉花、玉米、水稻等作物,针对干旱区盐生植被遭受胁迫作用的研究较少。梭梭作为荒漠、半荒漠地区的典型盐生植被之一,具有极高的经济和生态效益。选择梭梭作为研究对象,培育一年生梭梭,并设置三个水分梯度,形成受不同水分量胁迫的梭梭。使用原始光谱、红边位置参数,结合植被指数及二维相关光谱研究其叶片光谱特征,为干旱区利用高光谱遥感监测盐生植被提供借鉴。结果表明:(1)分析梭梭叶片反射光谱曲线发现,在可见光至中红外各波段范围内,受不同水分量胁迫作用的梭梭叶片光谱反射率有显著差异。在可见光(350~610 nm)波段,各水分处理的梭梭叶片反射率依次为100 mL>500 mL>200 mL,这是由于100和200 mL水分促进梭梭内部叶绿素合成,使该波段反射率降低,而过多的水分(500 mL)对梭梭内部的叶绿素合成没有更大的促进作用。在红光区(611~738 nm),随着水分量的增多,受不同水分量胁迫的梭梭叶片光谱反射率依次减小。在738~1 181和1 228~1 296 nm波段,受不同水分量胁迫作用的梭梭叶片光谱反射率为:200 mL>100 mL>500 mL;在1 182~1 227 nm波段,受不同水分量胁迫作用的梭梭叶片光谱反射率为:100 mL>200 mL>500 mL。这是由于植被细胞结构对近红外区域的反射率影响较大,因而受不同水分胁迫作用的梭梭叶片光谱反射率有显著差异。在1 300~1 365和1 392~1 800 nm波段,受各水分胁迫作用的梭梭叶片反射率为:100 mL>200 mL>500 mL。这表明在500 mL水分胁迫量范围内,水分越多,叶子的细胞液、细胞膜对水分的吸收能力越强,使得反射率下降。通过对原始光谱求取一阶导数并提取红边位置参数发现,各水分处理下的梭梭叶片一阶微分光谱曲线中红边位置未发生移动。这是由于梭梭在长期的干旱环境影响下,形成了特殊的适应机制,水分对其红边位置影响不敏感。(2)选取若干植被指数分析各水分处理下的梭梭光谱指数变化。当水分胁迫量由100 mL增至200 mL时,WI/NDWI,MSI和NDII指数值变化显著,可用于研究水分胁迫下梭梭的光谱特征。(3)使用二维相关光谱技术分析受各水分胁迫作用的梭梭光谱特征,得出在100 mL水分胁迫下,在536,643,1 219和1 653 nm波段处,吸收峰对水分的微扰敏感;在200 mL水分胁迫下,在846和1 083 nm波段处,吸收峰对水分的微扰敏感;在500 mL水分胁迫下,在835和1 067 nm波段处,吸收峰对水分的微扰敏感。总之,在近红外波段,与100 mL水分量相比,梭梭受200和500 mL水分量胁迫时,吸收峰对水分的微扰敏感度上升。由100 mL水分胁迫下梭梭的二维同步相关谱图可知,1 044和1 665 nm,1 072和903 nm,903和1 264 nm,1 230和1 061 nm波段处形成正交叉峰,表明这些波段处光谱强度随水分的干扰同时变化。 相似文献