湍流水沙边界层扩散传质浓度和通量的精确解

为探索河道及消落带水沙传质效应对自然水体水质的影响,研究湍流条件下水沙边界层的传质机理,本文引入传质阻抗,在涡旋扩散封闭假设的基础上,通过水沙边界层阻抗分布预测物质浓度分布,数值模拟紊动对水沙边界层扩散传质浓度分布和传质通量的影响。研究结果表明：根据传质阻抗（mass-transfer resistance）分布预测物质浓度分布是研究水沙边界层传质的重要方法;由物质浓度分布推导的传质系数 mh 、剪切速度*u 、施密特数Sc的相互关系式( m 0.0827*h=u Sc?2/3)能为气液边界层传质通量的研究提供理论依据;由泥沙表面到自由水流的传质总阻抗关系式( R′=12.092 Sc u 2/3 T*)可得,总阻抗随施密特数的2/3次幂增长,且总阻抗与剪切速度成反比,即传质阻抗随剪切速度的增加而下降。     

春季南黄海表层海水中二氧化碳的分布特征及其影响因素

根据2007年4月南黄海区块(SYS)表层海水中二氧化碳分压(pCO₂)的连续走航数据,结合水温(T)、盐度(S)、叶绿素 (Chla)以及pH的同步观测资料,对该海域pCO₂分布特征及其主要影响因素进行了初步探讨。分析结果表明：春季南黄海pCO₂的范围在365.2~734.9 μatm之间,平均值为548.0 μatm;最高值出现在121.5°E,33.4°N海域,最低值出现在123°E,32.3°N海域。受海水中物理、化学和生物因素的综合影响,pCO₂的分布存在较大的不均匀性,总体上表现为西部高于东部,中间高于南北两边;在苏北浅滩和鲁南海区,pCO₂与水温的变化呈正相关关系,与盐度的大小呈明显的负相关关系,而在长江入海口变化趋势则相反;此外,在整个调查海区pCO₂与叶绿素、pH基本上呈负相关关系。研究将两台检测器串联进行互校,同时利用二氧化碳标准气体对其中一台仪器进行全程校准,可连续不间断观测海水和大气中的pCO₂。该方法操作简单,获得的数据准确可靠,可为节能减排能力建设提供技术支持。     

深圳河河口近10年典型污染物通量变化研究

根据2008—2017年连续水文观测数据和逐月水质监测数据, 采用LOADEST模型模拟估算主要污染物COD、氨氮、总氮和总磷的净通量, 得到深圳河河口近10年主要污染物通量的变化规律。结合降水和流域内污水处理厂运行情况, 分析影响污染物通量变化的自然因素和人为因素, 得到以下结论。1) 2008—2017年深圳河河口断面各污染物入湾净通量呈现明显的下降趋势, 总体水质情况有所好转, 但仍未达到《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中V类水目标要求。2) 2008—2017年各污染物净通量的季节性差异逐年变小。3) COD净通量与降雨量的相关性较强, 说明其污染来源多为非点源; 总氮、氨氮和总磷净通量与降水量的相关性相对较弱, 说明其污染来源多为点源。4) 污染物净通量与污水处理量明显负相关, 说明提高污水处理厂日处理能力和污水出水水质有助于河流水质的改善。     

丙酮酸铁氧化还原蛋白酶对蓝藻光合生长速率影响的仿真分析

光合生物通过光合作用,可将光能转化为储存在生物体内部的生物质能,生物质能的生成速率受光合生长速率的影响.研究影响光合生长速率的因素,有利于提高生物质能的生成速率.蓝藻是最早进行光合作用和释氧的原核生物,具有遗传背景简单、固碳效率高等特点.丙酮酸铁氧化还原蛋白酶(PFOR)是丙酮酸固碳代谢的关键酶,在丙酮酸异化过程中起着重要作用.首先根据蓝藻的代谢网络,模拟敲除其中的酶PFOR,并利用通量平衡分析、通量可变性分析和多目标优化方法研究基因敲除后的代谢网络.通过研究分析,推测出酶PFOR对蓝藻光合生长速率的影响.     

采用Cattaneo-Christov热通量模型的Casson流体流动研究

研究Casson流体作磁流体(MHD)流动与传热现象.能量方程采用Cattaneo-Christov热通量模型,并用恰当的相似变换将偏微分控制方程转化为高阶非线性耦合常微分方程.通过打靶法,结合龙格库塔法和牛顿迭代法进行数值求解,图示并详细分析了不同物理参数对速度、温度分布、表面摩擦系数及局部Nusselt数的影响.结果显示,随着Casson参数或Hartmann数的增大,速度下降而温度增加;与采用经典的傅立叶热传导定律相比,采用Cattaneo-Christov热通量模型得到的温度和边界层厚度均比较低.     

堆芯定期物理实验优化

利用SOPHORA系统,从理论上分析了长时间RPN11物理实验间隔的可行性。通过修改中广核自主研发的通量图处理软件MAPLE和现场物理实验处理软件HOLLY等耦合软件的理论模型及开发内嵌的单点标定方法等,可以减少循环内定期RPN12物理实验的实施频率,而不影响仪控系统相关标定系数的精度。对RPN11和RPN12物理实验测量过程的敏感性分析结果表明,延长定期RPN11实验的时间间隔和取消部分RPN12实验在原理上是可行的。     

ZrO_2纳米涂层修饰改性陶瓷微滤膜吸附机理研究

分别在MgCl2和NaCl稀溶液中,用AFM研究了四方相ZrO2纳米涂层的表面排斥力随作用距离的变化关系。当作用距离较远时,表现为长程排斥力,当作用距离较近时,为强烈的短程排斥力。Mg2+在ZrO2纳米涂层表面具有特征吸附,而Na+表现出惰性电解质的特征。随着MgCl2浓度的增大,渗透通量呈明显下降的趋势。随着NaCl浓度的增大,渗透通量呈稍有增大的趋势。     

北京昆玉河夏季水-气界面CO2通量日变化研究

以昆玉河为例,采用LGR-动态通量箱法,对城市河流夏季水-气界面CO2释放通量进行24h连续监测．结果表明,观测点处水-气界面CO2释放通量具有明显的日变化特征．24h内CO2释放通量在-27．18～12．51mg·m1·h1,平均值-7．28mg·m-2·h-1,昼间平均值为-8．81mg·m-2·h-1,夜间平均值为-4．22mg·m-2·h．24h内水-气界面CO2通量,极大值出现在21：20为12．51mg·mq·h-1,极小值出现在6：20为-27．18mg·m1·h～．在夏季城市河流水-气界面CO2通量受到气温、风速、总磷（TP）、总氮（TN）、总碱度（TA）等因素影响,使城市河流成为大气CO2的碳“汇”之一．     

南京市区及郊区近地层通量观测比较

2005年夏季、2006年春季在南京市区及南京郊区进行了两次近地层通量观测实验,运用涡动相关(eddy-covariance,EC)技术得到感热通量、潜热通量、二氧化碳通量和摩擦速度.为了消除地形对这些测量值的影响,运用平面拟合方法(PF)对其进行倾斜校正.进一步研究发现,平面拟合因子与风向角度密切相关,因而在采用平面拟合方法处理数据时,必须考虑风向的影响,分别做出不同风向扇区的拟合平面,我们命名这种改进后的新方法为分角度平面拟合法(sector planar fit,SPF);相应的,称不区分风向扇区的平面内拟合法为总体平面拟合(general planar fit,GPF).着重比较了不同季节、不同地点两种方法修正后的通量结果的差异.春夏两季,市区各通量分布总体趋势一致;地域上,市区SPF法、GPF法修正后通量值之间有明显的差异,郊区二者差异较小.接着,运用SPF法、GPF法修正垂直速度,两方法修正后垂直速度差异显著;最终,得出两种方法修正后垂直速度的概率分布,SPF方法得到的垂直速度更接近于正态分布.     

序批式膜生物反应器运行中膜污染及控制研究

研究了序批式膜生物反应器在5种MLSS浓度和3种曝气强度下的临界通量以及在特定条件下运行的膜污染特征及控制.结果表明,临界通量随MLSS浓度增大呈减小趋势,MLSS浓度在一定范围内时增加曝气强度能增大临界通量.在污泥浓度为8 000mg·L-1、曝气量为0.3m3·h-1、膜通量为15L·m-2·h-1的条件下膜生物反应器以序批方式运行,膜污染以0.126kPa·d-1的速率平稳缓慢增长,没有出现急剧的跨膜压力(TMP)跃升,粉末活性炭的加入有效地减缓了膜污染.