挟沙水流紊动扩散系数的研究

本文通过理论分析，得到剪切紊流中紊动粘性系数υｔ（紊动扩散系数）沿水深服从Ｆ分布，用于计算悬移质含沙量沿垂线分布与Ｒｏｕｓｅ公式、张红武公式一致，规律符合实际，可用之于紊流计算与分析．

南海东北部表层水体水平涡动扩散的^(228)Ra示踪研究

研究了1994年8－9月南海东北部表层海水中228Ra的分布特征。采用Mn－纤维富集海水中的Ra同位素，通过其子体228Ac的β计数法来测量228Ra。表层海水中228Ra的放射性比活度从2．48Bq·m－3变化到4.47Bq·m－3，平均值为3.24Bq·m－3。228Ra的水平分布表现为调查海区东北部比活度较高，这与该航次的226Ra的分布特征相一致。根据各断面的228Ra放射性比活度与离岸距离之间的负相关关系，计算了它们所对应的水平涡动扩散系数，并讨论海域的地貌特征对228Ra比活度分布的影响。这些研究结果对表层水体的混合、交换，尤其是可溶性污染物的迁移、扩散以及海域的自净作用的研究都具有实际意义。

天然河道紊动扩散系数研究

在天然河流的水流泥沙数值模拟计算中,衡量模型模拟计算好坏的常用标准是模型的计算精度,而影响模型计算精度的因素主要体现在动量传递系数和紊动扩散系数的合理取值。在普朗特掺长假定和动量传递理论的基础上,将雷诺应力与时均流速梯度联系起来,并利用长江干流黄陵庙水文观测断面不同流量级、不同垂线脉动流速以及悬移质含沙量沿垂线分布的观测资料,计算与分析了水流的动量传递系数与小尺度紊动扩散系数的大小及其两者的关系,结果可为平面二维工程紊流计算问题提供参考依据。

光滑矩形槽中横向紊动扩散系数的研究

横向扩散系数是衡量水流对污染物质混合输移能力的重要参数之一，在水污染控制方面具有重要作用。本文通过理论分析及对水槽实验结果的综合研究，提出平直光滑矩形槽中横向紊动扩散系数的理论公式为：Ｄ＿ｙ＝０．３１ｕ￣２／ω。因式中的ω表示基本脉动流速的统计频率，实际应用时尚难以简单确定，所以进一步运用量纲分析并汇总国外发表的较权威的矩形明渠试验数据，得出横向扩散系数的实用计算公式为：Ｄ＿ｙ＝αｈｕ，其中α＝０．０６２（Ｗ／ｈ）￣（０．２７７）。从而充实了该方面的研究成果。

k-ε模型中紊动扩散系数的修改及验证

本文用环境水力学方法推求污染带内的紊动扩散系数,代替标准k-ε紊流模型中的紊动扩散系数Γ=v_t/V_t,试图克服k-ε紊流模型中紊动扩散系数假定为各向同性的缺陷。用两种方法确定的紊动扩散系数分别代入扩散方程进行数值模拟,并与实测资料进行了比较。结果表明,环境水力学方法所确定的紊动扩散系数更符合实测资料。

基于动扩散模型多尺度粒煤瓦斯进扩散特性研究

为了考察多尺度低渗煤瓦斯吸附进扩散特性及瓦斯在粒煤多孔介质内质量浓度分布规律,以典型低渗煤为实验对象开展了微米级和毫米级共5种粒径粒煤的扩散实验,采用动扩散系数模型计算了不同条件下的初始扩散系数D0值和有效扩散系数D0e,获得了5种尺度的粒煤在0.5、3.0 MPa条件下的CH4质量浓度分布规律。研究发现:动扩散系数模型可准确描述CH4在不同尺度粒煤内的扩散规律,最大误差为3.8%;初始扩散系数D0值随粒度增大最大扩大了47.7倍,有效扩散系数D0e值随粒径增大最大减小了97%;为保证扩散实验精度,建议高压下微米级(0.18~1 mm)粒煤吸附时长应达到10 h,毫米级(1~10 mm)粒煤吸附时长应达到46 h,更大尺度粒煤应进一步延长吸附时长。

确定无河湾海水涡动扩散系数的一种方法

提出一种在暴雨刚过的几天内,以海湾盐度空间分布的时间变化来确定扩散系数的方法,用于模拟的水质模型为二维和三维潮平水质模型,本工作以湄洲湾为具体研究对象,实施暴雨过后几天内盐度时空变化的观测和模拟,求得湄洲湾的扩散系数。

河道断面突变对污染物紊动扩散影响的数值模拟研究

在河道上修建小水电,河道断面突变改变了河道水流的紊动状态和过流特性,对污染物的对流扩散造成影响,污染物可能在局部累积,造成富营养化等水质问题。采用平面二维的紊流扩散模型模拟研究河道断面突变对污染物对流扩散的影响。最后,提出了减小河道断面突变的对污染物对流扩散影响的建议。

一类奇异摄动扩散方程的正则半群的吸引子的上半连续性

该文对一类奇异摄动扩散方程ut-εΔut-Δu =f ( u)的正则半群的渐近行为进行了研究。

温度-粒径耦合作用下煤粒瓦斯动扩散系数影响研究

为探究温度-粒径耦合作用对煤粒瓦斯解吸扩散的影响,开展了不同温度和粒径下的瓦斯解吸试验,并构建了温度-粒径耦合动扩散模型,据此分析了两者耦合作用对瓦斯解吸扩散的影响。研究结果表明:(1)瓦斯解吸量随粒径减小而增大,且煤粒径越小,瓦斯解吸扩散初期越显著;(2)温度越高,瓦斯解吸量越多,每升高10℃,瓦斯解吸量有10%~17%的增幅,并随煤粒增大,增幅越大;(3)动扩散模型分析得出初始扩散系数(D_(0))和衰减系数(β)随温度升高均变大,而随粒径从0.250 mm增大到0.875 mm,D_(0)升高了2.8倍,β降低了37%;(4)瓦斯解吸扩散过程受温度和煤粒径的影响,温度主要影响分子活性和孔隙状态,而粒径主要影响气体含量和孔隙分布,且粒径变化对这一过程的影响更大。研究结果丰富了瓦斯解吸扩散理论,并为瓦斯灾害有效防治提供了理论参考。

一维反射边界下奇摄动扩散方程的收敛性

讨论了一类具有反射边界的奇摄动扩散方程的收敛性问题 ,运用鞅方法得到了该方程的极限方程 ,并且证明了极限方程解的分布的一些性质 .

变尺寸粒子紊动扩散试验研究

本文采用一种先进的测定浓度的光学方法,在环境风洞中对不同尺寸的粒子进行二维紊动扩散试验,得出了几种尺寸规格的粒子浓度分布图和粒子尺寸与垂向扩散系数之间的关系,结果令人满意。

奇异摄动反应扩散方程数值模拟的粒子群优化算法

针对Shishkin网格方法在数值求解奇异摄动反应扩散方程时,网格过度点参数的选取具有不确定性的缺陷,提出了一种用粒子群优化(PSO)算法估计Shishkin网格参数的方法。首先基于有限差分方法,构造了以误差范数最小为目标的无约束优化问题,并用PSO算法进行了求解。该方法克服了人为选择参数的缺陷。实验结果表明:与单纯形算法相比,PSO算法在优化Shishkin网格参数时能够收敛到全局最优解;而且在最优网格参数下,奇异摄动反应扩散方程的数值结果在边界层的精度也得到了明显提高,进一步说明了所提方法的有效性和可行性。

电场实时加载下煤层气解吸-扩散特性实验研究

为探究电场实时加载下煤层气解吸-扩散特性,揭示电场强化煤层气高效抽采的机理影响特征,设计并研发了可控电场强度下煤层气解吸-扩散实验系统;实验探究了电场加载下煤体的CH4和CO_(2)解吸-扩散变化特征,并通过幂函数扩散模型计算各场强作用下的CH4扩散系数。结果表明:不同吸附质在电场实时加载下煤层气解吸量均得到一定程度提升,但电场对CO_(2)解吸量影响特征更加明显,同时电场能够强化煤体瓦斯的初始解吸速度;与未加电场相比,特征场强为30、60、90 kV/m时CH4初始解吸速率提升了6.9%、15.3%、14.6%,而CO_(2)依次提升了3.4%、6.7%、9.2%;电场加载下煤体CH4幂函数扩散模型能够高度的与实验值相吻合,扩散系数具有随着加载场强的增大而逐渐增大变化特征,电场有利于煤中甲烷的解吸、扩散。

一类奇异摄动反应扩散方程数值模拟中的参数估计

针对一类奇异摄动反应扩散方程,使用Shishkin网格方法进行求解,其中的网格过渡点参数较难确定,使用粒子群(PSO)算法估计存在计算速度慢的缺点,提出了基于差分进化(DE)算法的过渡点参数估计。通过具体的数值实验,结果表明:与PSO算法相比,计算精度相当,计算速度明显提高,说明所提方法的可行性与有效性。

海洋近岸被动混合污染物扩散的数值解

本文以近岸区被动混合物扩散的数学模型为例,研究了运用低计算粘性数值方法和EC—1055M电子计算机阵矩式解二维紊动扩散方程问题,并给出研究结果。

反应扩散方程的奇异摄动问题的最小二乘的有限元方法（英文）

对于一种类型的反应扩散方程的奇异摄动问题,当利用标准能量范数通过有限元方法进行误差计算时,该范数表现为一个弱范数.因为奇异摄动问题的参数使该范数的每个部分有不同的收敛阶,所以范数不稳定.这篇文章中我们引进一个新的强范数,并利用这个新范数在一维空间下构建奇异摄动反应扩散问题的最小二乘有限元方法 (LSFEM)及误差估计,通过数值算例对理论结果进行验证.

煤粒瓦斯解吸-扩散数值模型适用性及参数敏感性研究

研究煤中瓦斯解吸-扩散规律,对于充分认识煤中瓦斯运移机理、科学利用瓦斯资源、精准防治瓦斯灾害具有重要意义。采用数值模拟研究方法,对单孔模型、双孔模型及动扩散系数模型在煤粒瓦斯解吸-扩散过程中的适用性进行了对比和分析,研究了双孔模型与动扩散系数模型的瓦斯压力分布规律及模型各参数对煤样变质程度、粒径、吸附平衡压力的敏感性。结果表明,相较于单孔模型,双孔模型与动扩散系数模型可以更加精准描述全阶段瓦斯解吸-扩散规律。双孔模型与动扩散系数模型以不同方式描述了瓦斯解吸-扩散过程,相较于双孔模型,动扩散系数模型中煤粒径向瓦斯压力梯度较大。煤样变质程度、粒径、吸附平衡压力等对模型各参数有较大影响,其本质均为煤中孔隙结构差异。研究结果可为合理选择瓦斯解吸-扩散模型及其参数提供借鉴。

MINRES法和有限元法解奇摄动反应扩散方程

讨论奇摄动反应扩散方程-εΔu+σu=f的数值逼近求解问题,ε及σ均为正实数.利用有限元方法并结合最小残量法,给出求解该问题的一个新方法,该方法修正了单纯采用有限元方法求解时在边界附近呈现出的非正常扰动现象,避免了因为ε过小所引起的解的变异,从而得到更加精确的数值结果.

油粒子体积对扩散的影响及油膜粒子化改进

在应用油粒子法模拟溢油运动时,特征油粒子在体积和油膜粒子化方法上可以有多种选择。文章就不同特征体积的油粒子对溢油面积的影响进行了分析和比较,结果显示,溢油量相同时,特征油粒子的体积每减小一倍,溢油扩散面积增加14%~25%,减小10倍时,达到31%~43%。针对溢油扩散面积计算不足的情况,已有学者提出用＂两阶段＂法进行改进,但＂两阶段＂法在油膜粒子化时采用的是平均分布,而此时的油膜应为正态分布,即中间厚,向四周逐渐减少。因此,文章应用正态分布法对油膜粒子化进行改进,得到自己的油膜粒子化方法。结果显示,两方法在计算溢油面积时并无太大的差别,但在油膜厚度计算方面,文章方法更接近实际情况。