天然沸石吸附氨氮的影响因素分析和数值模拟

为了考察天然沸石对氨氮污染物的吸附机制和去除效率,开展了一系列干扰因素下的批量吸附实验,考虑了氨氮浓度、吸附时间、pH值以及环境中可能存在的铁离子及腐植酸的影响。实验得到的氨氮吸附容量和去除效率结果表明,中性环境中沸石对氨氮的去除效果最好,铁离子及腐植酸与氨氮竞争吸附沸石位点,抑制沸石对氨氮的吸附。同时,通过土柱实验研究了氨氮在沸石柱中的运移,并引入基于截断单边稳定分布概率密度的输运模型(TOSD)来描述该过程,通过模拟参数表征了氨氮在沸石柱中的运移特性。结果表明,吸附作用和速率受限的质量交换对沸石中氨氮的运移发挥了主导作用。

畅流活水净化动力学行为分析

针对河道和湖泊水质净化处理问题,从水动力学方面优化水体自身的水质净化能力,基于FLUENT软件分别建立二维和三维水动力模型,模拟注水过程中流场的变化,以流场中流速、压力以及湍流强度为指标,研究不同注水位置对水质自净化过程的影响。结果表明:在深度方向上,随着进水口位置的下移,流场活跃范围减小,死区增多;在流动方向,流动距离越远,流场湍流强度越大;在宽度方向,流场流速,压力和湍流强度均以中间进水口的纵向截面对称,流速主要集中在进水口主流区,以及末端的回流处。进水口越接近上部,对于水体的自净化促进效果越好,建议采用上部注水方式来促进河道自净化。研究结果可对促进河道水质自净化提供参考和建议。

化工厂地土壤重金属迁移模拟

土壤重金属污染是我国面临的重要生态环境问题之一,可能造成严重的生态环境问题,危害人类身体健康。本文根据南京某化工厂地的土壤地质和结构特征,通过数值模拟的方法开展重金属污染物砷在土壤中运移过程模拟。通过建立脉冲时间50、70、100 d的土壤溶质运移模型以及不同饱和土壤含水率的模型,定量分析脉冲时间、土壤饱和含水率对重金属运移的影响。模拟结果表明:脉冲时间对土壤溶质运移具有促进作用,对浅层土壤尤为显著;随着脉冲时间的不断增加,对深层土壤的影响愈发明显。较高的土壤饱和含水率促进溶质的扩散;同时较高土壤饱和含水率对横向扩散促进作用更加明显,污染范围更大,促进污染物的下渗。

空间分数阶导数“反常”扩散方程数值算法的比较

分别采用显式差分格式、隐式差分格式以及Crank-Nicholson差分格式数值求解空间分数阶导数,并从局部截断误差、稳定性、计算量三个方面进行比较分析;通过数值算例验证分析结果.

六甲基二硅氮烷镁催化丙交酯的开环聚合反应

聚丙交酯(PLA)作为一种可降解材料,其应用广泛。目前主要方法是通过丙交酯开环聚合来合成PLA。如何高效合成PLA的关键在于设计出一种高效的催化体系。该文设计出一种结构简单的六甲基二硅氮烷镁(Mg(HMDS)2)催化剂,可用于丙交酯的开环聚合,由Mg(HMDS)2与BnOH组成的催化体系不仅能使聚合反应转化率提高,而且聚合反应变得更加可控,单体聚合转化率均在90%以上。随着BnOH的量逐渐增加,显示出一种无终止聚合特征,并且反应可控性逐渐优化,所得聚合物分子量分布逐渐降低。随着反应聚合度的增加,分子量分布同样保持较低值,最小可达1.09。

流体力学教学的改进思路

针对当前《流体力学》课程教学出现的一些新问题,从多媒体课件的制作和教学方法的改进两个角度提出了一些思路。

子午线轮胎子口护胶配方的优化研究

分别研究了天然橡胶(NR)与低顺式顺丁橡胶(LCBR)、高顺式顺丁橡胶(HCBR)并用及不同炭黑并用填充的并用胶硫化特性和硫化胶物理机械性能。结果表明:LCBR/NR并用胶硫化时间稍长,硫化胶具有较高的硬度、回弹性、耐磨性、耐老化性和耐屈挠性,更适合于用作子口护胶材料;N375/N234并用填充的胶料具有较好的硫化特性,硫化胶具有较高拉伸强度、定伸应力、硬度、耐磨性。

丁基再生胶的应用性研究

研究丁基再生胶与丁基胶共混后性能的变化情况 ,着重研究丁基再生胶的实际应用。结果表明 :通过共混部分丁基再生胶使胶料的加工性能得到了良好的改善 ,其它物理机械性能无明显变化 ,得出了共混再生胶及其它配合剂的最佳份数。

聚氨酯泡沫材料的研究进展

概述了聚氨酯泡沫的合成和改性,论述了合成所用发泡剂、多元醇、异氰酸酯体系,介绍了颗粒填充改性、纤维增强改性、阻燃改性、互穿聚合物网络改性,并提出了今后聚氨酯泡沫研究开发的方向。

软物质系颗粒材料组成、微结构与传输性能之间关联建模综述

作为一种典型的软物质体系,颗粒材料的传输性能对相关工程材料在实际工程中应用的耐久性和服役寿命具有至关重要的影响.材料的物理性能通常依赖于其微结构特征,而颗粒材料微观结构的形成又直接与其成分结构密切相关.因此,清楚、准确地认识颗粒材料的组成、微结构与其传输性能之间的多尺度关联机理是提升颗粒材料力学性能和耐久性的保障.本文综述了当前颗粒多相复合材料传输性能建模的研究现状,着重介绍了颗粒材料传输性能建模涉及的三个主要方面:颗粒材料组成结构的建模、材料内部孔相和界面微结构的定量表征、颗粒材料传输行为的建模方法.并对复杂拓扑几何颗粒的构造、非球形粒子接触判据和随机堆积模型、界面厚度和孔隙率分布、界面体积分数、软化粒子(包括孔隙和界面)渗流以及颗粒多相复合材料有效扩散和反常扩散性能等领域的研究进展和前沿给予阐述,总结和展望了颗粒多相复合材料多尺度力学行为建模有待拓展的研究方向.

复杂介质中扩散和耗散行为的分数阶导数唯象建模

复杂介质一般是多相混合物.与普通固体、液体和气体相比,其力学行为具有明显的记忆、路径依赖性特征,难以用一般的经典力学模型来描述,因而显得反常.从数学力学建模上看,整数阶导数的局部极限定义不适合描述这样的非局部力学行为.分数阶导数实质上是微分-积分算子,能精确地刻画力学行为的全局相关特征.而且分数阶模型具有明确的统计物理解释.20世纪末至今,复杂介质反常力学行为的分数阶导数模型由于具有参数少,且参数的物理意义明确等突出优点,开始引起广泛关注.该文从唯象建模的角度,综述了分数阶导数和分形导数在复杂介质的反常扩散和频率依赖能量耗散建模中的应用与发展.

分数阶微分方程的数值算法:现状和问题

一些复杂力学过程的经验公式经常表现为幂律函数形式，相应的力学本构关系不满足标准的“梯度”律，如Darcy律、Fourier热传导和Fick扩散等．这些力学过程有明显的记忆、遗传和路径依赖性质．经典的整数阶导数在描述上述问题时需要构造非线性方程，引进一些人为的经验参数和与实际不符的假设条件，

重金属砷在饱和土壤中迁移过程模拟

重金属污染预测和评估是土壤与地下水修复的重点与难点,土壤中重金属迁移过程模拟能够为污染防治和水资源保护提供科学指导。基于有限元方法,建立了三维地下水重金属溶质运移模型,考察南京某化工场地重金属As(V)的迁移运动规律。数值模拟通过改变渗透系数、弥散度、分配系数、孔隙率,对比分析不同参数条件下,重金属As(V)溶质在土壤中的迁移规律。引入敏感性指数作为量化指标,比较各参数对重金属砷迁移的影响。数值分析结果表明:污染晕中心砷质量浓度随污染物持续通入逐渐增加到7.12 mg/L,污染范围不断扩大,纵向迁移距离远大于横向;7年后污染物不再注入,污染范围在水流的作用下整体往下游迁移,污染晕中心浓度不断下降,第40年污染晕中心往下游迁移6.5 m,浓度已下降为0.33 mg/L。连续注入污染物10年情况下,增加渗透系数与弥散度都会导致污染晕中心As(V)浓度下降,纵向迁移距离增加;分配系数增加则出现污染晕中心浓度与纵向迁移距离都减少的情况;由于土壤对重金属As(V)的吸附较强,在参数±50%的变化中,分配系数对重金属的迁移距离影响较大,与渗透系数、弥散度的影响程度相当,敏感性指数分别为18.0%、18.0%与16.3%;孔隙率敏感性指数为0.006%,本文模型下对重金属As(V)迁移的影响几乎可忽略。

第十八届美国理论与应用力学大会总结

1会议概况2018年6月5—9日，第18届美国理论与应用力学大会(18th U.S.National Congress of Theoretical and Applied Mechanics,USNCTAM2018)在美国芝加哥召开.本次大会由美国力学国家委员会和中国力学学会联合主办，旨在探讨和交流近四年世界范围内在理论和应用力学领域的基础研究、创新技术的最新进展，吸引了来自世界各地的近千名专家学者参会，其中近300人来自中国.本次会议分为固体力学、流体力学、计算力学、生物力学和动力学与控制五大专题，并增设了博士与博士后职业发展研讨会和女性研究人员社交活动.大会由美国塔夫斯大学曲建民教授、美国西北大学Wing Kam Liu教授、浙江大学杨卫院士(中国力学学会理事长)和北京理工大学方岱宁院士(中国力学学会副理事长)担任共同主席.本次大会展现了中国科学研究在力学领域的雄厚力量，多数学者报告了近两年在国际前沿方向的研究成果.

论湖社画会的美术教育思想——以《湖社月刊》为中心

一、美术教育思想的源由湖社画会是由金城之子金开藩以及金城的众多弟子组建而成的。金城是民国初年北京传统画坛的一位美术活动家、画家以及美术教育家,曾创办中国画学研究会。金城死后,其子金开藩脱离中国画学研究会,于1927年1月15日和北楼弟子多人为继承先父"保存国粹"的遗志而另组新社。因其骨干成员主要是金城弟子,并多以"湖"字为号,因此是为"湖社画会"。湖社画会以"应时事之要求、谋美术之提倡"[1]

重金属在饱和-非饱和分层土壤中迁移过程的三维数值模拟

为揭示重金属在层状土壤中的迁移规律,以某小型污染地块为例,建立三维饱和-非饱和分层土壤溶质运移模型,重点考察不同土体构型、边界水位和污水入渗通量条件下砷(As)的迁移规律和含量分布。结果表明:含As溶液定通量注入土壤20 a, As在砂土夹粉质黏土中的水平迁移距离远大于其在粉质黏土-砂壤土中的迁移距离;粉质黏土层能较好地阻滞As的迁移扩散,且边界水位和污水入渗通量的增加均可增强As的迁移。

海洋水合物开采环境风险简介及甲烷气体渗漏量估算

介绍天然气水合物开采的背景和相关环境问题,搜集南海地区水合物贮藏的相关地质资料。利用达西渗流定律和Fick扩散定律初步估算了一定压力梯度的情况下,水合物层的甲烷气体渗漏至海底的渗透量。下一步工作将针对开采过程中多场耦合条件下,结合实际地质结构分析,模拟甲烷气体渗漏过程。

空间分数阶非Newton流体本构及圆管流动规律研究

对非Newton流体的本构及流动规律进行研究是分析、预测和控制非Newton流体在管道中流动的关键.实验表明非Newton流体在流动过程中具有历史记忆性,基于空间分数阶微积分方法,建立了分数阶非Newton流体本构模型;并推导了该模型在圆管中的流速分布、流量、平均流速、压降、平均Reynolds数等管道流动参数;提出了分数阶非Newton流体圆管流态判别准则.研究表明非Newton流体的圆管流层间的切应力可以通过流速的轴向分布大小来描述.对于不含屈服切应力的分数阶非Newton流体,分数阶的阶数越大,断面流速分布越均匀,记忆能力越强.分数阶的阶数大小反映了流体对全域空间的记忆性强弱;而对于含有屈服切应力的分数阶非Newton流体,分数阶的阶数越大,速梯区流速分布越均匀,流核区速度越小.分数阶的阶数大小反映了局部空间记忆性强弱.该研究为非Newton流体的记忆特征提供了一种新的建模方法.

基于分数阶差分滤波器的边缘检测算法

针对边缘检测中存在的噪声敏感性问题,基于分数阶差分滤波器,并结合非局部最大抑制和双阈值分割方法,提出了一种改进的边缘检测算法。先介绍分数阶差分滤波器的设计原理并分析了滤波器长度和阶次的选择,再结合非局部最大抑制原理以及双阈值分割法,给出了改进算法的边缘检测步骤。由实验分析可知,在有噪声情况下,改进的算法比Sobel算法、Canny算法和LOG算法具有更高的峰值信噪比,得到更好的边缘检测效果。

分形结构中粒子扩散过程随机模拟

为分析孔隙分形维数和分形结构形式对粒子扩散特性的影响,通过生成分形结构模拟粒子在分形结构中的随机行走,探索分形介质中粒子扩散的运动规律.数值模拟结果显示,粒子在分形结构中的扩散行为受到起点位置、主通道和次通道形状及分形维数等因素的影响.