二维溃坝的数值模拟研究

为了研究溃坝问题中流体的运动和自由液面的演变,针对简化的块状水坍塌进行了数值模拟。其中,流体控制方程通过有限体积法进行离散,方程的对流项和扩散项分别采用了一阶迎风格式和中心差分格式;对压力与速度耦合的离散方程以IDEAL算法进行求解;以流体体积分数法和PLIC方法进行自由液面捕捉和重构;对两相流问题中的表面张力通过连续表面力(CSF)模型进行转化。基于上,分别对有限空间内的二维溃坝和带障碍物溃坝问题进行了数值模拟,对不同时刻的自由液面进行了捕捉并与实验结果进行了对比,证明了所采用方法的精确性。     

莽山烙铁头蛇粗毒双向凝胶电泳分析

采用固相pH梯度等电点聚焦-SDS双向聚丙烯酰胺凝胶电泳对莽山烙铁头粗毒进行了分析,通过银染法显色,电脑软件识别出约40个蛋白质点.其中分子量超过130 kD的蛋白质点很少,分子量90 kD~10 kD的区域均有蛋白质点分布,分子量34 kD区域的蛋白质点较为密集,且它们的含量明显较高.从蛋白质点的等电点分布范围分析,偏于碱性端的蛋白质明显多于酸性端的蛋白质,且分布在中性偏碱(pH 7~8)的区域.质谱数据的数据库搜寻结果表明:莽山烙铁头蛇毒中含有类凝血酶组分、纤溶酶组分、血小板聚集蛋白、抗血小板聚集蛋白和平滑肌钙离子通道阻断剂等组分.     

TIG焊流动、传热及界面跟踪动网格数值模拟

基于磁流体力学(magnetohydrodynamics,MHD)模型,采用动网格技术(dynamic mesh method,DMM)跟踪电弧-熔池界面,建立了钨极惰性气体(tungsten insert gas,TIG)保护焊过程耦合流动、传热、凝固熔化及动网格界面跟踪的数学模型.首先计算自由燃弧,得到了准确的弧区速度、温度及压力等参数.然后分别验证了熔池内电磁力、热浮力、等离子流曳力和Marangoni力4个驱动力.考虑上述电弧-熔池相互作用,基于压力的动态平衡跟踪界面,计算了304不锈钢TIG焊过程,得到了等离子体冲击造成的熔池中央下凹及边缘上凸现象.结果表明,本模型可以得到更准确的界面及熔池形状.     

沙坡头地区不同植被结构对沙地土壤水分的影响

本文利用沙坡头地区人工植被结构的调查结果及与其对应的土壤水分观测数据,分析了不同植被结构对地表水分的影响.结果表明流沙区土壤水分的变化是由浅层至深层逐渐增加,植被区土壤水分由上至下递减明显,并且人工植被区沙层水分随着植被建立时间的延长而线性减少.该地区草本植物对10cm一20em层的土壤含水量影响较大,灌木主要影响20cm一40cm层的土壤含水量.其中雾冰藜和油蒿对地表水分影响较大.对雾冰藜、油蒿、花棒和小画眉草来说,其密度与土壤含水量呈负相关.     

小麦蒸腾蒸发量的计算及分析

利用FAO-17 Penman修正公式及Penman Monteith公式对豫北地区冬小麦的蒸腾蒸发量进行了计算,并与试验实测结果进行对比分析,结果表明:由于两种方法选用了不同的空气动力学项和辐射项公式,造成计算结果有一定的差异,但从整个小麦生育期来看,这两种方法总体上误差不超过10%;两种方法对豫北地区冬小麦的蒸散量的计算结果,其总体变化趋势与实际较吻合,在各生育期内,绝对误差不超过18mm,全生育期不超过40mm,估计相对误差在10%内,两种方法比较,Penman-Monteith公式更适合当地情况.     

基于电化学-热耦合模型研究隔膜孔隙结构对锂离子电池性能的影响机制

隔膜孔隙结构对锂离子电池性能具有重要的影响,本文提出了可准确描述充放电过程中锂离子电池内部复杂物理化学现象的电化学-热耦合模型,发现该模型较文献中模型的计算结果更接近实验测试数据.利用该模型探讨了隔膜孔隙率与扭曲率分别对锂离子电池性能的影响规律,发现减小孔隙率或增大扭曲率,电池输出电压、最大放电容量和平均输出功率均不断降低,电池表面温度和温升速度均不断升高;当孔隙率减小或扭曲率增大到一定程度时,放电初期电池输出电压均会出现先下降后回升的现象,且孔隙率越小或扭曲率越大,其下降的幅度越大、速度越快,回升所需时间也越长;要确保其不低于截止电压,隔膜扭曲率必须小于临界扭曲率(其下降至最低点刚好等于截止电压时的隔膜扭曲率).综合分析了放电过程中电池内部各电化学参量和产热量的动态分布规律,发现隔膜孔隙率和扭曲率主要影响放电末期电极膜片内部电化学反应以及其他放电时刻电解液中有效Li~+扩散(传导)系数.     

沙漠化过程与气候变化相互作用的研究进展

气候变化与沙漠化过程是当前的国际研究热点,在一定程度上两者互为因果,密不可分.沙漠化与气候之间的相互作用既包括生物物理过程,也包括生物地球化学循环过程.本文针对国内外的一些相关研究结果,对沙漠化过程与气候变化之间的相互作用进行了讨论.     

水源充足条件下的冬小麦经济灌溉定额分析

本文通过分析多年的冬小麦试验资料，结果表明：冬小麦的产量与耗水量呈二次函数关系．在此基础上，利用边际分析得出：水源充足地区，净效益最大时的条件为灌溉用水与作物的价格之比等于水分边际产量(dY／dx)．由此确定了经济灌溉定额．就平常年份来说，实施经济灌溉定额后，每hm^2比最大产量灌溉定额节水44m^3，而产量仅下降不到1％．