适用于非静力大气模式的近似黎曼求解器应用研究

基于多矩非静力大气模式,开展了3类垂向近似黎曼求解器应用研究。多矩非静力大气模式具有高精度与数值守恒特性,其垂向采用守恒的有限差分格式进行数值离散,而网格单元边界通量计算是通过求解黎曼问题来实现的,因此采用合适的近似黎曼求解器对准确模拟非静力大气垂直运动显得十分关键。LLF(Local Lax-Friedrich)、LMARS(Low Mach Approximate Riemann Solver)和HLLC(Harten-Lax-van Leer Contact)为计算流体力学(CFD)中常用的3种近似黎曼求解器,它们的计算代价和复杂程度逐渐增加。一维标准数值试验表明:LLF计算最为经济,但具有较强的耗散;LMARS具有适用于大气流动的假设,对于数值粘性的控制较好且计算量不大;HLLC建立的三波模型可以避免对中间特征场的过度数值耗散。基于LLF近似黎曼求解器计算经济的特点,通过优化LLF近似黎曼求解器各特征波动的粘性系数,能够实现与LMARS、HLLC近似黎曼求解器相同的性能,且计算代价最小。二维非静力数值试验表明,优化的LLF近似黎曼求解器能够规避常规LLF近似黎曼求解器的数值耗散过大问题,正确模拟小尺度非静力垂直运动,达到更复杂的LMARS、HLLC近似黎曼求解器模拟效果且并未增加计算量,这为非静力大气数值模式提供了良好的参考价值。

一种基于成对显式龙格-库塔时间积分的大气平流算法

为解决大气输送仿真中保形、正定及计算效率等问题,本研究发展了基于水平-多矩有限体积/垂直-有限差分混合格式和显式成对龙格-库塔方法的高效、高保真平流方程时空离散方案。为去除高阶算法在间断分布附近产生的数值振荡,平流方案在水平和垂直方向分别使用了基于加权本质无振荡(weighted essentially non-oscillatory,WENO)和总变差减小(total variation diminishing,TVD)方法的斜率限制器。在时间积分中,算法使用了二阶成对显式龙格-库塔方法,通过在垂直方向增加内循环中空间离散调用次数增大求解器可用CFL数。成对龙格-库塔时间积分方法能有效缓解大气模式垂直小网格距对积分时间步长的限制,使水平、垂直方向稳定性条件允许的最大时间步长尽可能接近,从而改善模式计算效率。论文中还设计了可用于库朗(Courant-Friedrichs-Lewy,CFL)数大于1情形的迭代正定修正算法,能保证平流方程计算结果严格非负。本文采用二维标准算例对所提出的平流方程算法进行了测试和比较分析。数值试验结果表明:本文提出的算法为解决高分辨、可扩展非静力大气模式中平流输送高保真计算难题提供了一条有效途径。

C5210锡磷青铜薄带生产工艺的研究

针对C5210锡磷青铜带在实际生产过程由于工艺控制不合理,出现的铸坯偏析严重、晶粒粗大、板形不良及尺寸精度不高等问题,对C5210锡磷青铜带连铸工艺、均匀化退火工艺、粗中轧工作辊凸度选择、精轧机辊系配置参数选择及中间退火工艺进行研究,得到了更为合理化的生产工艺控制条件。试验证明,采用优化后的条件生产可以解决上述常见问题,达到规模化生产,满足市场需求。

国家自然科学基金大气科学学科二级申请代码下设研究方向与关键词解读:D0512地球系统模式发展

2018年起,国家自然科学基金委员会推进科学基金系统性改革,为更好的助力优化学科布局,2019年大气科学学科率先开展了学科申请代码调整,通过广泛的战略研究与研讨形成了2020年度申请代码设置方案,确定了以“分支学科”“支撑技术”和“发展领域”三个板块、共15个“二级申请代码”为主要架构的学科资助体系,并组织专家对各“二级申请代码”的下设研究方向和关键词进行系统梳理和分析,经过三年实施和不断优化形成了当前的版本。本文主要针对D0512地球系统模式发展下设的五个研究方向和关键词进行解读,介绍其设置背景,下设研究方向及关键词的总体框架,并基于科睿唯安Web of Science数据库对该申请代码下不同方向关键词的出现频率和研究热点进行了分析和讨论,发现五个方向的主要关键词基本设置合理,在后续工作中需要继续优化和适当调整,不断扩大影响并吸引更多的优秀申请人,促进我国地球系统模式的发展。

适用于非静力大气模式的完全平衡多矩约束有限体积方法

大气数值模式离散垂直动量方程时,一般而言气压梯度力和重力不易维持严格的静力平衡关系。为精确平衡数值离散的垂直气压梯度力和重力,基于高精度多矩约束有限体积方法引入完全平衡数值公式,即以满足静力平衡关系的热力学参考态对重力源项进行数值离散构造,发展了适用于非静力大气的完全平衡多矩约束有限体积方法。一维标准数值试验表明,完全平衡多矩约束有限体积方法能在较粗糙的计算网格点上保持静力平衡参考态的数值计算误差在计算机的单精度(10-6)和双精度(10-14)水平,在具有小量级扰动的初始条件下,完全平衡多矩约束有限体积方法能较好地模拟扰动的传播,二维非静力热泡试验进一步验证了完全平衡多矩约束有限体积方法对非静力大气运动的模拟能力。数值试验结果验证了所发展方法的完全平衡属性和适用性,这为非静力大气模式发展提供了良好参考价值。

长输油气管道泄漏检测技术综述

随着石油、天然气工业的不断发展 ,管道输送在国民经济中地位越来越重要。长输管道在运行中的泄漏既造成资源的损失 ,也污染了环境 ,是一个急需解决的问题。本文介绍了长输管道泄漏检测技术的现状 ,指出以软件为基础的实时瞬变模型法和统计决策方法以及光纤传感器泄漏检测方法有着良好的发展前景。

红香椿理化性质测定及其活性物质的提取工艺

对红香椿的理化指标进行了测定,结果表明其水分含量为83.7%,粗蛋白、粗脂肪的含量分别为23.2%和10.4%(干基),富含人体必需氨基酸,苏氨酸、赖氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸以及不饱和脂肪酸亚油酸和亚麻酸。采用响应面法研究了红香椿中总类黄酮的提取工艺,最佳提取工艺条件为:乙醇浓度82%、浸提温度60℃、料液比1:19、浸提15min,在此条件下提取率高达98.27%±0.31%,其总类黄酮的含量为3.1%(干基)。

生物类黄酮的研究与应用综述

介绍了生物类黄酮的结构与生物活性的关系、生物类黄酮的提取、精制、鉴定方法及应用,旨在为生物类黄酮的研究提供参考。

利用假设检验理论进行管道泄漏检测

受检测系统误差影响 ,利用动态质量平衡进行管道泄漏检测灵敏度较低。通过对一种假设检验方法———序贯概率比检测的性能进行分析 ,考虑描述其性能的 2个参数———操作线和平均样本数函数 ,提出了将序贯概率比检测应用于管道泄漏判断的方法。实际应用表明 ,该方法克服了序贯概率比检测的原有缺点 ,用其进行管道泄漏检测提高了检测灵敏度和报警速度。

生物活性肽的生理功能及其制备

介绍了生物活性肽的生理功能及其制备方法,为充分开发生物活性肽资源提供参考。

不同因素影响壳聚糖降解速度的研究

在酸性条件下,研究了反应温度、柠檬酸的浓度以及不同有机酸对壳聚糖降解速度的影响。试验表明,随着反应温度的增加,壳聚糖的降解速度增大,但超过70℃时趋于稳定;随柠檬酸浓度的增加,壳聚糖的降解速度也增加,但增加程度减小;草酸、柠檬酸、琥珀酸、酒石酸、苹果酸对壳聚糖的降解速度为草酸>柠檬酸>琥珀酸>酒石酸>苹果酸。

三种乳酸菌降解鸡蛋胆固醇研究

从发酵酸奶中扩增培养、分离纯化出嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌和保加利亚乳杆菌3种乳酸菌。将菌株接种到鸡蛋液中,在37℃条件下恒温培养12、24、36 h后,用硫磷铁试剂分光光度法研究3种乳酸菌对鸡蛋中胆固醇降解的影响。结果表明,3种菌株均具有降解胆固醇的能力,在培养12 h内降解速率较快,24 h内降解率达到最大。在相同试验条件下,嗜热链球菌对鸡蛋胆固醇的降解能力最强。

鬼针草中主要成分指标的测定

对鬼针草的理化指标进行了测定,结果表明其粗蛋白质含量为18.9%(干基),粗脂肪含量为7.8%(干基),灰分含量为3.3%;富含17种人体必需的氨基酸,其中以谷氨酸、天冬氨酸和亮氨酸的含量为最多,分别约占干物质总量的2.56%,1.9%和1.29%,不含谷氨酰胺、天冬酰胺和色氨酸;含有11种脂肪酸,其中以亚麻酸、亚油酸和棕榈酸的含量最多,分别为亚麻酸42%,亚油酸31%,棕榈酸16.5%。对鬼针草中类黄酮的测定表明,其总黄酮含量为86.7mg/g(干基)。

响应面法优化三叶草中类黄酮提取工艺

采用单因素试验和响应面试验方法对三叶草中类黄酮的提取工艺进行了优化.结果表明:最佳提取工艺条件为乙醇体积分数为72%、浸提温度80℃、液固比20∶1、浸提时间24 min,在此条件下黄酮的提取量为2.49%(干基).

不同干燥方式及抑制剂对小麦胚芽褐变的影响

通过比较鼓风干燥、微波干燥及远红外干燥3种干燥方式,研究其对小麦胚芽褐变的影响。小麦胚芽干燥后进行糖化,过滤后取滤液,通过分光光度计测定430 nm处吸光度,并用比较测色仪测定其色度,得出远红外干燥的小麦胚芽汁色度最小。采用正交试验对褐变抑制的工艺条件进行优化,最佳工艺条件为鼓风干燥温度50℃,抗坏血酸添加量8 mg,处理时间6 h。

巧克力糖衣板栗的制备

针对板栗果脯加工工艺中剥壳、护色、浸糖等工艺,对板栗果脯加工工艺进行了改进,制作出了以巧克力作为糖衣的板栗休闲食品。试验结果表明:60℃,烘烤2h时剥壳效果较好;护色液的最适配比为:以加水量为基准,柠檬酸、NaCl、EDTA-2Na、Vc、山梨酸钾的添加量依次为0.20%、0.3%、0.2%、0.04%、0.25%;最佳浸糖方案为:采用三步浸糖法,每次糖煮温度90～95℃,糖煮时间20min,浸糖温度30℃,浸糖时间8～10h。

超临界萃取新疆野生沙棘种仁油的研究

本研究以沙棘种仁油的最大提取率为目标,研究了超临界CO2萃取沙棘种仁油的提取工艺,分析了萃取压力、萃取温度、萃取时间对沙棘种仁油提取率的影响,并通过正交试验得到了最佳的提取条件:萃取压力为30MPa,萃取温度为40℃,萃取时间为3h。在此条件下沙棘种仁油的萃取得率为17.2%。对超临界萃取沙棘种仁油进行物理化学分析和GC-MS分析表明,超临界萃取沙棘种仁油工艺稳定可靠,具有极高的应用价值。

软包装辛辣风味芥菜传统工艺改进

对辛辣风味芥菜的传统加工工艺进行了改进.得出芥菜生产的工艺路线及最佳工艺参数为：芥菜切丝并护色（护色液pH值为4.0）30 min,90℃漂烫2~4 s,在60℃保温6 h,添加Vc量为1.0 mg/g.热烫处理、保温控制、低盐配料、Vc添加量是保证产品质量的关键.

H13模具钢与镀层硼钢的差温摩擦磨损行为

采用自主研制的销盘差温摩擦磨损装置模拟了实际热冲压界面处的不对称温度工况,对H13钢与镀层(GA、Al-Si)硼钢进行了时间为900、1500和2100 s的差温摩擦磨损试验。并对磨损后镀层硼钢的表面粗糙度、化合物、磨损形貌以及摩擦因数进行了分析。结果表明,随着时间的增加,两种镀层钢板的摩擦因数均呈现先减小后上升,最后波动稳定的趋势。在摩擦过程中,由于Al-Si镀层更早地完成液态-固态的转变,Al-Si镀层稳定阶段的平均摩擦因数较GA镀层更低;随着摩损时间的增加,两种镀层钢板的表面磨损程度不断加剧,磨损机制均发生了由轻微氧化磨损向严重剥层磨损的转变。

基于两维图论聚类分析的中国储粮区域划分

根据1961～1990国家气象局公开发表的31个省会城市和直辖市(除台湾省外)的所有气象数据,在地理信息系统(GIS)中,分别取各个城市的经纬度值,以它们的年平均气温、年极端最高气温、年极端最低气温、年平均相对湿度和年降水量为分类依据,共计217个数据,利用两维图论聚类分析技术,对我国储粮区域划分进行研究。结果表明,我国储粮区域可分成3个:Ⅰ区为低温区,位于我国北纬35°线以北,包括青藏高原,该区与全国一月份平均气温图的平均0℃线以北区域相吻合;Ⅱ区为中温区,位于北纬35°线、东经110°线、北纬26°线与东南海岸线之间的区域,主要是长江和淮河流域,该区覆盖全国一月份平均气温图的平均0℃线以南和8℃线以北区;Ⅲ区为高温区,地理位置在北纬26°线以南,位于一月份平均气温8℃线以南的区域。本文还分别对三个区内应用冬季机械通风降低储粮温度进行了分析。储粮区域划分结果可为我国区域性储粮技术应用和制定我国宏观区域性储粮技术规程提供参考依据。