初始体积分数法在爆炸模拟中的应用

为避免因采用实际装药结构导致网格精度难以保证,同时为减少因简化装药形状而造成模拟误差,针对LS-DYNA软件中的初始体积分数法展开研究。首先对初始体积分数法进行了详细的介绍,接着通过两个典型的算例对该方法在多物质ALE算法和流固耦合算法上应用的可行性进行了验证,最后将模拟值与传统方法及实测结果进行了对比。结果表明:用初始体积分数法模拟不同炸药形状对水中爆炸冲击波超压峰值的影响,圆柱形和球形时的模拟结果互为接近,正方体模拟的结果相对偏大,其差距会随着比例距离的增加而逐渐减小;该方法能够建立爆炸模拟中常见的1/2,1/4甚至1/8球形或圆柱形装药模型,求解的结果精度较高;对于需要考虑炸药不同埋深的情况,建模时可先对炸药预定埋深的区域网格进行细化,再采用初始体积分数法调整炸药的位置,这样可减少重复建模的繁琐过程,且能保证较高的求解精度。

北京城区夏季VOCs初始体积分数特征及来源解析

为明确北京市夏季VOCs体积分数特征及来源,在2022年5~8月对北京城区VOCs开展了连续监测并利用光化学比值法计算了初始体积分数.结果表明:①研究期间,北京城区初始φ(TVOCs)为(30.0±11.5)×10^(-9),其中含氧VOCs和烷烃占比达到34.2%和33.2%,体积分数较高的物种是丙酮、乙烷、乙醛和丙烷等低碳物质.②北京城区初始TVOCs体积分数略微呈现单峰变化趋势,11:00达到峰值,下午略有降低.③各排放物质中对O3生成贡献较大的主要是异戊二烯、乙醛、正丁醛和乙烯等物质,而对二次有机气溶胶生成贡献较大的主要是甲苯、异戊二烯、间/对-二甲苯和乙苯物质.④基于初始体积分数的PMF解析发现,老化背景及二次源(30%)对北京市VOCs贡献率最高,机动车源(25%)则是最主要的一次人为源,此外溶剂及燃油挥发源贡献率16%,燃烧源贡献率11%,工业过程源贡献率9%,天然源贡献率9%.⑤影响北京市的人为源主要来自东部和南部区域,天然源则来自西部和西北部区域.研究显示,应进一步削减机动车排放,开展区域联防联控降低整个区域VOCs水平是最终控制北京市VOCs的有效手段.

等效荷载法在超大断面公路隧道爆破数值计算中的适用性

为了探究选取最优的计算方法研究超大断面公路隧道爆破施工对先后行隧道的影响,分别采用流固耦合法、初始体积分数法和等效荷载法建立单孔爆破有限元模型模拟单孔耦合装药情况下的爆破过程,从岩体破碎效果、计算效率等方面对比选定等效荷载法为最优的计算方法,并建立隧道数值模型应用等效荷载法计算研究后行隧道爆破对先后行隧道结构的影响。结果表明:①后行隧道爆破施工时先行隧道综合振速显著区域出现在隧道掘进方向上,逆隧道掘进方向隧道衬砌动力响应程度较小;②先行隧道受影响最大位置为迎爆侧右边墙,影响最小位置出现在背爆侧左拱脚;③后行隧道监测断面振速最大值出现在左拱腰位置,施工时要重点监测。

脉冲放电等离子体修复芘污染土壤的影响因素

为了说明脉冲放电等离子体修复体系中的主要参数对有机污染土壤修复效果的影响规律,以芘这一典型的多环芳烃持久性有机污染物为目标物,建立了针对芘污染土壤的针–网式脉冲放电等离子体修复体系,考察了主要土壤参数包括土壤粒径、土壤初始p H值、土壤初始含水体积分数、土壤中芘初始质量分数的变化对土壤中芘降解速率的影响规律。研究结果表明:1 mm粒径土壤中的芘降解速率常数比2 mm粒径土壤中的芘降解速率常数高;土壤初始p H值是影响脉冲放电等离子体修复体系中土壤修复效果的关键因素,酸性土壤比中性和碱性土壤更利于其中芘的降解,酸性土壤条件下的芘降解速率常数为0.059 76;土壤初始含水体积分数增加导致土壤孔隙减少,不利于活性物质的传输而降低了修复效果;随着土壤中芘初始质量分数的增加,芘降解速率常数降低。

天津市郊夏季的臭氧变化特征及其前体物VOCs的来源解析

本文利用天津市南开大学津南校区大气环境综合观测站的臭氧及其前体物(VOCs和NOx)、气象参数等在线监测仪器,获取了2018年夏季(6~8月)小时分辨率的数据信息;分析臭氧及其前体物的相互关系及变化特征;根据光化学年龄计算出VOCs的初始浓度对其日间(06:00~24:00)VOCs体积分数的光化学损耗进行修正;将初始体积分数和直接监测的VOCs体积分数分别纳入PMF模型进行人为源的来源解析.结果表明,夏季天津O3的平均体积分数为(41.3±25.7)×10^(-9),而VOCs的平均体积分数为(13.9±12.3)×10^(-9),其中烷烃的平均体积分数(7.0±6.8)×10^(-9)明显高于其它VOCs物种.烷烃中浓度较高的物种分别为丙烷和乙烷,占总烷烃浓度贡献的47%.夏季O3的生成潜势(OFP)平均值为52.1×10^(-9),其中烯烃的OFP值最高,对于TVOCs臭氧生成潜势的贡献达到57%.VOCs日间光化学损耗量计算结果表明,烯烃日间损耗占VOCs损耗总量的75%.基于初始浓度解析的VOCs来源分别为:化工排放和溶剂使用(25%)、机动车尾气(22%)、燃烧源(19%)、天然气和液化石油气(19%)和汽油挥发(15%).相比于直接将监测浓度纳入PMF解析的结果,化工排放和溶剂使用贡献百分占比下降4%,机动车尾气贡献百分占比下降5%.利用PMF源解析结果结合OFP分析不同源类对臭氧污染的相对贡献,基于初始体积分数数据的结果显示,贡献最高源类为化工排放和溶剂使用(26%).与利用直接监测数据的解析结果相比,化工排放和溶剂使用的OFP值降低7%,天然气和液化石油气的OFP值明显降低13%.