软体排沉排水流结构与排体动力特性数值模拟

针对软体排沉排施工时容易出现撕排和断排的问题,本文基于k-ωSST湍流模型,采用分区耦合算法对顺水沉排过程进行双向流固耦合模拟。分析了不同水流条件下绕流流场、涡流结构与排体动力特性,并结合室内水槽试验验证模型计算精度。结果表明:水流流经排体后发生流动分离,导致沿排宽中轴线形成对称的回流区。排体迎水面流速随水深增加呈指数型递增,排体后方高速尾流带的最大流速相较平均流速可增大40%~50%。当雷诺数增加,主体涡流结构由靠近床面侧逐步向水面处发展。此外,排体所受应力沿横向呈条带状分布,峰值集中于排体与翻板交界处及排头梁附近。研究结果可为完善排体结构设计、改进沉排施工工艺提供理论指导。

海南红树林内生真菌Aspergillus sp.HNY16-5C的含氮类次级代谢产物

采用大米培养基对红树内生真菌Aspergillus sp.HNY16-5C进行规模发酵,利用层析技术对发酵产物进行分离纯化,获得6个含氮类化合物。经波谱技术鉴定结构,并通过与文献对比鉴定化合物为brevianamide K(1)、brevianamide V(2)、(R)-brevianamide Q(3)、(R)-brevianamide R(4)、(±)-asperginulin A(5)和brevianamide M(6)。对化合物1~6首次进行抗结核活性测试,结果显示化合物1对结核杆菌的酪氨酸磷酸酶B(MptpB酶)显示有较强的抑制活性,IC_(50)为(7.07±2.76)μmol/L。

荆江河段泥沙冲淤对三峡水库汛期排沙的响应

三峡水库汛期排沙研究大多关注库区的减淤效应,对坝下游河道的冲淤影响尚需进一步研究,对优化水库调度和河道保护利用具有重要意义。以三峡水库下游荆江河段为对象,建立了荆江长河段二维水沙数学模型,并结合实测资料分析,基于三峡水库2018年7月排沙调度,通过设置不同的排沙比(7%~100%),计算分析了荆江河段冲淤对三峡水库排沙比的响应。结果表明:虽然荆江河段全年总体冲刷,但排沙比较大时汛期仍可能淤积,上荆江河段受排沙调度影响相对较大;总体而言,2018年汛期水沙条件下,30%左右的排沙比是荆江河段洪季冲淤的临界点;排沙比提高后,汛期淤积部位大部分为边滩等缓流区,以及弯曲河段凹岸等,主槽仍冲刷,对维护滩槽高差具有积极意义。

基于分子动力学模拟的改性部分水解聚丙烯酰胺耐温机理

目的为了探明不同功能单体如何影响部分水解聚丙烯酰胺的耐温性能。方法设计了3种不同类型的功能单体改性部分水解聚丙烯酰胺,采用分子动力学研究其在高温下的分子链舒展程度、体系小分子扩散状态以及与水形成的氢键强度。结果阴离子单体AMPS因其含有磺酸基团,与水分子形成的氢键更强,抑制聚合物链在高温下的“去水化”,使聚合物的耐温性能提升;非离子单体NVP具有环状刚性结构,提升聚合物链的抗卷曲能力,避免了聚合物链的过度卷曲,可增强聚合物的耐温性能;阳离子单体DADMAC在水中易与羧酸基团相互吸引,使得聚合物分子链易于卷曲,降低了聚合物的耐温性能。结论能与水形成更强氢键强度的基团以及具有抗卷曲能力的环状结构的单体,更利于提升部分水解聚丙烯酰胺的耐温性能。

波浪作用下粉沙临底输沙特征的试验研究

风暴潮及大风天等极端天气下易出现临底高强度输沙,对动力地貌过程、港口航道设施、生态保护等产生深刻影响,开展临底泥沙运动机理研究具有重要的理论价值和工程指导意义。本研究以波浪作用下的粉沙为研究对象,开展波浪水槽输沙试验,构建底部高浓度测沙系统,实现从不动床面到悬沙层的精细测量,观测不同动力环境下的输沙现象。研究结果表明:相对较弱动力条件下的床面存在沙纹,随着动力条件增强,沙纹被冲蚀并出现层移输沙现象;通过不同床面高度含沙量过程的分析,随着波浪的周期性运动,粉沙底部层移运动特征表现为泥面呈现横向摆动的周期性运动,深度越大的泥层摆动幅度越小,并开始出现相位滞后现象;引入移动数和密实度系数,建立了粉沙-沙宽级配范围的层移临界条件下波浪可移动数的计算公式。本研究初步提出了细颗粒泥沙底部运动机制,对进一步研究骤冲骤淤机理具有参考意义。

CO_(2)在非常规油气增产领域应用研究进展

针对CO_(2)在非常规油气增产领域的研究现状与挑战,概述了CO_(2)在压裂、驱油、封存过程中的12项应用机理;分析了近年来CO_(2)干法压裂技术、CO_(2)泡沫压裂技术、CO_(2)混合压裂技术和CO_(2)驱油技术的国内外研究现状与技术需求;展望了CO_(2)在非常规油气增产领域的未来研究重点。

潮滩前缘盐沼植被簇团与潮沟系统演变相互作用研究

潮滩前缘盐沼植被簇团可以通过改变水动力及泥沙运动等过程影响潮沟系统的地形地貌,而潮沟系统的地形特征也会影响盐沼簇团的生长、扩张与侵蚀,但对盐沼簇团与潮沟系统地貌演变的相互作用机制尚缺乏认识。针对这一问题,本文构建了考虑盐沼植被动态演变的潮滩生物动力地貌耦合模型,模拟了盐沼植被簇团生长扩张与潮沟系统地貌演变过程,分析了不同初始数量的盐沼植被簇团与潮沟系统的空间格局及形态参数间的双向反馈。结果表明,潮沟先迅速向海陆两侧延伸,后发育出大量分汊;盐沼簇团向周边扩张后未被潮沟切割区域逐渐连成片。少量盐沼簇团能够增加潮沟密度,促进边缘冲刷式潮沟系统的发育。潮沟的走向受盐沼簇团分布位置及数量的影响,多个盐沼植被簇团间的水流集中比单个簇团的边缘水流冲刷更易形成潮沟。在盐沼植被簇团与潮沟系统共同发育初期,潮沟系统发育受盐沼植被簇团的促进作用较大,后期潮沟内比簇团边缘更易形成水流汇聚,盐沼簇团的影响逐渐由促进作用转为稳定作用。此外,潮沟的存在限制了盐沼植被的横向扩散,切割了盐沼植被簇团,影响盐沼植被的空间分布格局。本研究揭示了盐沼植被簇团与潮沟系统地貌耦合演化机制,可为盐沼潮滩生态系统保护修复提供科学依据。

表面活性剂在非常规油气增产中的应用研究进展

在非常规油气资源开发过程中,面临着产量递减快、采出程度低、开发成本高等诸多挑战,表面活性剂具有增黏、增溶、润湿、乳化、起泡、吸附等作用,在实现我国非常规油气资源“提产、提效、降本”开发中具有重要的作用。总结了表面活性剂作为黏弹性表面活性剂增稠剂、转向酸用转向剂、渗吸驱油剂、泡沫排水剂及解水锁剂的应用机理、研究现状及技术需求,并展望了未来表面活性剂在非常规油气增产中的研究重点。

多囊卵巢综合征337例发生妊娠期糖尿病的高危因素分析

目的 探究多囊卵巢综合征(PCOS)孕妇发生妊娠期糖尿病(GDM)的危险因素。方法 回顾性分析2015年1月至2020年12月在北京市通州区妇幼保健院建档并住院分娩的337例PCOS孕妇的临床资料,根据是否合并GDM分为PCOS组221例,GDM组116例。比较两组的年龄、文化程度、妊娠方式、孕产次、糖尿病家族史、孕前体质量指数(BMI)、孕早期糖化血红蛋白(HbA1c)、糖化白蛋白及血生化指标等。结果 GDM组孕前BMI(25.58±4.27)kg∕m^(2)比(23.22±3.54)kg∕m^(2)、孕早期HbA1c(5.277±0.301)%比(5.095±0.290)%、空腹血糖(FPG)(5.286±0.379)mmol/L比(5.006±0.330)mmol/L、均明显高于PCOS组,差异有统计学意义(P<0.05)。logistic回归分析提示孕前BMI[OR=1.13,95%CI:(1.05,1.20)]、孕早期HbA1c[OR=2.76,95%CI:(1.10,6.95)]、FPG[OR=6.86,95%CI:(3.19,14.77)]是GDM发生的独立危险因素。经受试者操作特征(ROC)曲线分析,孕前BMI、孕早期HbA1c、FPG单项及三者联合预测GDM的曲线下面积(AUC)分别为0.67、0.68、0.72、0.78,三者联合对GDM的预测价值最高。孕前BMI、孕早期HbA1c、FPG预测GDM的截点值分别为23.98 kg/m^(2)、5.15%、5.14 mmol/L。结论PCOS孕妇孕前BMI、孕早期HbA1c和FPG较高时,容易发生GDM。建议PCOS女性孕前适当减重,孕早期监测并控制HbA1c和FPG在适当范围,以期减少GDM的发生。

新疆东天山觉罗塔格地区自然铜矿化玄武岩的成岩年代及其地质意义

新疆觉罗塔格地区自然铜矿化玄武岩沿着阿齐库都克深大断裂北侧分布,前人对其成岩年代一直存在争议。本文测得玄武岩条带中部的黑尖山玄武岩同岩浆期锆石SHRIMPU-Pb年龄为306.2±4.0Ma;测得东部东尖峰玄武岩的同岩浆期锆石LA-ICPMSU-Pb年龄为308.9±5.8Ma,确定了玄武岩是晚石炭世的岩浆作用,且归属于晚石炭世马头滩组。与觉罗塔格地区著名的晚石炭世-早二叠世铜镍矿化基性-超基性岩成因对比表明,该晚石炭世玄武岩与之具有共同岩浆源区特征,它们都是觉罗塔格地区晚石炭世-早二叠世岩石圈地幔深部受热熔融而形成岩浆作用。马头滩组玄武岩层是自然铜矿化的重要矿源层。

珠江三角洲网河区低水位时空变化规律

珠江三角洲近30年的大规模无序采挖沙改变了网河区水多沙少、河势稳定的演变趋势,促使河床由缓慢淤积转变为大幅下切,低水位出现明显下降。这种人为作用已涵盖并远超同期河流自然演变的程度,对取水供水、生态保护、航运保障等产生了较大影响。在总结河口三角洲地区水位变化研究的基础上,以珠江三角洲网河区为例,按低水位变化划分为常年潮流段、季节性潮流段和常年径流段。其中,常年潮流段基本不受采砂影响;季节性潮流段依据径流、潮流比例,越靠近枯水潮流界,低水位变化越大;常年径流段还存在溯源冲刷引起的低水位下降。结合水沙变异过程,试图探讨水动力对河床急剧演变的响应机制,以期为通航低水位设计提供依据。

新型超分子压裂液的流变性能研究及应用

由于常规清洁压裂液中表面活性剂加量大、成本高且耐温性能差,难以大范围推广应用。根据超分子化学原理,利用疏水聚合物与新型表面活性剂研发了一种新型超分子结构的清洁压裂液,该压裂液中粘弹性表面活性剂用量少、成本低、耐温性能提高。对新型超分子压裂液配方进行优化,确定新型超分子压裂液由质量分数为0.2%的疏水聚合物PX-A和0.5%粘弹性表面活性剂J201构成。对超分子形成机理进行分析发现,表面活性剂与聚合物疏水基团形成混合胶束,随着胶束的增多,胶束结构更加密集,强度增加,相互之间发生缠结、架桥等形成密集三维网状结构,宏观上表现为溶液粘度快速上升。新型超分子压裂液的性能评价结果表明,其耐温、耐剪切性能良好,可以耐130℃高温,储能模量整体高于耗能模量,粘弹性好,携砂性能良好,摩阻低,无残渣,伤害小,且组成简单,配液方便。矿场试验结果表明,采用新型超分子压裂液压裂施工后,苏东38-64C4井测试产气量为10×104m3/d,是采用胍胶压裂液邻井产量的2倍,可节约成本25%,并在长庆油区应用4口井,效果均较好。

伶仃洋茅洲河口动力地貌演变过程

利用长系列的水文泥沙、水下地形和遥感影像等数据,通过数字地形高程模型和水动力数学模型等方法,探讨了伶仃洋茅洲河口的动力地貌演变过程及主要原因。结果表明:伶仃洋中滩海区近年冲刷态势明显,拦江沙与矾石浅滩呈现逐渐分离并有发育形成“新中槽”的演变趋势;茅洲河口门深槽的形成发育以落潮流动力作用为主,交椅湾深槽具有涨潮沟的性质,交椅沙形成发育对于稳定周边海区滩槽格局具有重要作用;大规模围涂造地和海床采砂等人类开发活动显著改变了伶仃洋的地形边界条件,进而影响河口水沙输移和滩槽格局,亟需加强监控。

河口湾水动力环境对滩涂利用的累积响应——以珠江口伶仃洋为例

为揭示河口湾水动力环境对滩涂利用的累积响应过程,以珠江口伶仃洋河口湾为例,基于潮波数学模型和潮流数学模型,研究了1981年以来湾内进出潮量、分潮振幅和潮流流速的累积变化。结果表明:相对于1981年,2018年岸线条件下伶仃洋湾口断面涨落潮量累积减少4.9%~6.0%、内伶仃断面涨落潮量累积减少9.0%~12.8%、深圳湾断面涨落潮量累积减少17.8%、南沙断面涨落潮量累积减少5.0%~6.3%;伶仃洋M 2分潮振幅呈增加趋势,振幅增幅由南向北增加,潮波由南向北变形进一步加剧;伶仃洋最大可能潮差变化与M 2分潮振幅变化趋势一致,潮汐性质没有发生变化;伶仃洋潮流流速总体减小,西岸流速减幅高于东岸,湾顶附近流速略有增加。

面向工程素养的电工电子实验课程改革和实践

电工电子实验是非电类工科专业的必修基础课,是培养工科大学生工程素养、创新能力和实践能力的重要途径之一。随着教育科技的发展和各种信息化新技术的广泛应用,电工电子实验教学环节的改革势在必行。针对目前电工电子实验教学环节存在的问题,设计了基于螺旋式迭代工程能力提升模型(SIBEAI)的实验课程教学体系,优化了实验内容,探索实施了多元化的实验手段方法,构建了以工程素养和实践能力培养为核心的电工电子实验教学培养方案。实践表明:取得了很好的培养效果,激发了学生实践学习的兴趣,提高学生的实践与创新能力。

伶仃洋茅洲河口滩槽演变水沙模拟及治导线优化

为适应伶仃洋茅洲河口治理开发条件,以保证行洪顺畅为泄洪纳潮的首要原则,同时顺应水沙运动和河势发展规律,对河口进行治导线比选和优化。该河口治导线方案分单、双通道,两类通道不同扩宽率下设计有围填、围填加开挖2种方案,开展水动力泥沙数学模拟计算和物理模型试验。结果表明:河口治导线各方案对伶仃洋涨、落潮流速的影响范围主要集中在交椅湾及其附近海域;方案实施后,周边海区冲淤变化较小,未对河势造成不利影响;根据对水动力、河口泄洪、河势稳定影响的综合分析,单双通道相比较而言,对洪水位、纳潮量、高低潮位、流速、河床冲淤的影响规律具有较好的一致性,相同扩宽率下各方案的影响程度均在同量级。

波流边界层水沙运动数值模拟——Ⅱ.泥沙运动模拟

为解析波流边界层内泥沙运动,建立了基于水动力-泥沙-床面互馈过程的波流边界层1DV泥沙数学模型,可用于模拟不同床面形态下粉沙-沙的含沙量过程。床面形态模块提供床面形态类型和相应参数;给出了平底和沙波床面粗糙高度和泥沙扩散系数的确定方法;采用了适宜粉沙及沙的制约沉速、底部参考浓度和起动剪切应力等公式;引入含沙量层化效应和制约沉降反映水动力与泥沙之间的相互影响。水槽试验资料验证表明,建立的模型较好地模拟了不同床面不同波流组合条件下的含沙量剖面。在此基础上,讨论了不同床面含沙量剖面模拟方法的差异,指出床面形态是决定含沙量变化的重要因素之一,仅通过改变床面粗糙高度不足以反映漩涡沙波床面的含沙量剖面特征。该模型可为研究波流边界层内泥沙运动和物质输运提供工具。

农村“最后一公里”物流拆分装载策略

针对当前部分地区农村“最后一公里”物流领域末端配送中的需求存在分散、供需地之间距离远、运营成本居高不下等问题,提出对农村物流需求进行拆分装载,即通过多次运输而非一次性运输对某些订单进行配送,从而为减少车辆的使用频率和降低运输成本创造机会。通过建立模型,分析采取拆分装载策略对农村“最后一公里”物流运输成本的影响,并将这一策略应用到宜昌秭归地区农村“最后一公里”物流配送的实际案例中,揭示了拆分装载策略在农村“最后一公里”物流中存在的潜在效益。结果表明,拆分装载策略对不同大小范围内的需求订单会不同程度地节省成本,当需求订单的大小刚好超过车容量的一半时,能够最大程度地节省成本。

波流边界层水沙运动数值模拟——I:水动力模拟

波流边界层水动力模拟对研究波流相互作用和泥沙运动具有重要的理论意义和实践价值。开发了波流边界层1DV垂向一维水动力数值模型,可用于模拟漩涡沙波床面和平底床面水动力特征。模型的构建基于边界层控制方程,平底床面采用k-ε模型,沙波床面采用双层模型,提出了漩涡层和紊动扩散层交界面紊动动能和紊动耗散率表达式。试验资料验证表明,模型较好地模拟了波浪-水流-床面共同作用下的边界层水动力特征,包括波周期内不同相位流速分布、紊动动能、剪切应力等以及波致时均流速分布和波流相互作用下的时均流速分布等。根据所建模型,讨论了不同床面和波流组合条件下的水动力特征。该模型可为研究波流边界层内水动力特征提供工具。

基于广义垂线坐标系的三维非结构数学模型及其在珠江口的应用

基于广义垂线坐标变换,构建了非结构网格的三维水动力数学模型。模型采用半隐式有限体积法对控制方程进行数值离散,其中半隐式法用于水位梯度和垂向紊动扩散以及垂向对流项的离散,显式控制体积分法用于水平对流项等的离散。广义垂线坐标系使得模型能够灵活地对垂向网格进行布置,平面非结构网格使得模型能够适应河口海岸复杂的岸线,并可对局部进行网格加密。模型通过具有解析解的风生流和异重流对模型进行检验,应用模型模拟了珠江口的三维潮流过程,计算结果与实测水文数据的比较表明,模型能够较好地模拟珠江河口的盐水楔和三维分层水动力过程。