燃料电池部分堵塞通道内液滴的动态行为

为了有效去除通道内液态水,采用流体体积模型(volume of fluid model,VOF)方法研究了燃料电池通道内部分堵塞对液滴运输过程的影响,探讨了堵塞块形状参数、液滴尺寸和气体扩散层(gas diffusion layer,GDL)表面润湿性对通道内两相输运特性的影响.结果表明:堵塞块的存在会影响液滴在通道内运输,堵塞块的引入导致液滴受到y方向的剪切力增大,液滴的运输速率提高,有利于GDL表面液态水的去除;随着堵塞比和纵向比的增大,通道内压降增大,液滴运输速率加快;随着液滴直径和GDL表面接触角的增大,液滴运输速率增大;当液滴直径为0.8 cm和GDL表面接触角为150°时,通道内液滴的运输速率越快.

丽江机场强降水天气特征分析

利用丽江机场自动观测站资料、NCEP再分析资料,引入HYSPLIT轨迹模式,对丽江机场2007—2019年出现的强降水天气特征进行分析。结果表明,丽江机场强降水日数年际差异较大,年平均强降水日数为7.8 d,最大日降水量为92.3 mm。强降水天气有明显的季节变化特征,雨季6—9月的强降水日数占比90%,暴雨主要分布在7—8月。根据500 hPa高度上主要的影响系统,总结出7种丽江机场强降水天气形势,其中切变冷锋型和两高合并型是丽江机场强降水的最主要天气形势,占比40%。强降水期间丽江机场上空整层为垂直上升速度大值区。水汽主要来自700 hPa高度,低层水汽辐合,高层辐散,有利于水汽向上垂直运动。通过HYSPLIT模式分析,丽江机场雨季水汽输送通道共有3条,其中西南路径占比最大,孟加拉湾地区的水汽输送是丽江机场雨季最主要的水汽来源;7—8月副热带高压强盛、台风活动频繁,因此有一定的南海方向水汽输送,即东南路径;8—9月受川滇切变线和西南涡影响,有少量来自川渝地区的水汽输送,即东北路径。

“21·7”河南特大暴雨成因分析及三维概念模型的构建

通过对“21·7”河南特大暴雨在地形效应、不同高度的大气环流和水汽输送通道的分析,结论如下:(1)台风“烟花”与副高形成的东南气流在底层灌入河南喇叭口地形,在地形热力抬升和动力阻挡抬升的共同作用下,有利于山前降水的形成。(2)在500 hPa中层,郑州涡旋处于两个高压的“鞍型场”内,该环流配置导致台风“烟花”、“查帕卡”和热带低压相互作用形成三股气流直达河南;在200 hPa高层,河南暴雨区辐散气流向东下沉到同一纬度的东海高层冷涡内,其次级环流进一步加强了河南云团的强度。(3)台风“烟花”和“查帕卡”输送丰沛水汽至河南中西部,受太行山和伏牛山地形阻挡,在山前形成强烈水汽辐合。(4)构建的河南极端暴雨概念模型通过水汽输送通道和次级环流,将环流、台风、低压系统和喇叭口地形等降水成因有机联系,并放入同一个构架之中,从宏观上了解这些成因的运行机理及其相互作用,可加深对该特大暴雨成因的理解。

生态透水混凝土铰接块在生态输水渠道中的应用

对天然胡杨林进行生态输水,对于改善自治区塔里木地区的自然环境意义重大,而输水渠道对于生态输水工程能否顺利实施也起到至关重要作用。新建渠道受洪水冲刷两岸土体很容易堵塞河道,因此引入了生态透水混凝土铰接块来铺设渠道护坡。在此,通过对铰接块力学强度、透水性、抗冻性等性能进行分析,并对施工要点和应用效果进行详细介绍。

湘桂运河水运通道选线方案

针对湘桂两省区水系运河连通工程航道选线的问题,系统总结工程特点和选线原则,并提出4条可行的线路方案,采用定性分析与定量计算相结合的方法,对各线路通航效率、越岭段供水条件、碍航设施条件、生态敏感目标等因素进行系统比选。结果表明,线路1具有通航效率高、越岭段高程低、供水条件好、不涉及高铁桥改建等优势,可作为湘桂水运通道的推荐线路。

雄津水运通道选线方案初步分析

针对雄安新区、山西省水运出海通道选线方案的问题,系统总结了运河连通工程选线原则,进行了河库情况、地形地质、水资源等建设条件和近远期建设方案的论述,采用定性分析与定量比较相结合,得出运河连通工程应充分利用既有河库条件并综合考虑运量、生态、碍航设施改造等因素进行选线,结果表明:雄安新区通过独流减河出海方案基本可行,山西省可考虑多式联运方案出海。为研究规划雄安新区和山西省水运出海方案提供了初步思路,对于运河连通工程选线和航道工程设计规范修编具有积极的借鉴意义。

基于黄河中游水库群调控的下游河道输沙能力分析

充分挖掘黄河中游水库群调控作用潜力,提高黄河下游河道的输沙能力,对黄河下游河道与滩区治理具有重要指导意义。通过实测资料分析、数学模型计算等方法,计算不同水沙条件下优化现状水库群调控方式对黄河下游河道输沙能力的影响,进一步分析古贤、东庄水库投入运行后黄河下游河道输沙能力的变化。结果表明:优化现状水库群调控方式,水库增加泄放较大含沙量的水流过程,可提高下游河道输沙能力10%~12%;古贤、东庄水库投入运行后拦沙期内进入下游河道的沙量和输沙入海量减少,正常运用期可进一步提高输沙能力11%~12%。

基于水通道蛋白设计的人工水通道研究进展

水通道蛋白(AQPs)对水分子具有高选择性和渗透性,是介导水分子转运的膜蛋白。人工水通道一般由各种有机或无机材料(如碳材料、有机化合物以及多肽等)组装而成,旨在模仿天然水通道蛋白的结构和功能。本文介绍了天然、生物启发及合成水通道的种类、结构及其渗透机理,并比较了单分子、超分子及碳纳米材料等人工水通道在近20年间的研究进展。详细地阐述了不同的人工水通道材料特性对结构和功能的影响,并重点剖析了人工水通道的不足以及开发新型人工水通道面临的挑战,最后展望了人工水通道的未来前景。

三峡水运新通道区域公路网规划前期研究

本文结合区域公路网布局和国土空间规划,分析三峡水运新通道建设对区域公路网的直接影响和间接影响,提出区域公路网规划建设方案,为三峡水运新通道建设背景下的区域公路网发展提供参考。

CCUS-EOR驱油集输系统生产稳定性保障措施探索

CCUS-EOR技术不仅是我国实现“碳达峰、碳中和”的重要举措,也是低渗透油田大幅度提高采收率的战略性接替技术。确保CO_(2)驱油集输系统生产稳定性,是加大CCUS-EOR推广应用力度的重要保障。针对CO_(2)驱采出流体气液比高于水驱、化学驱等开发方式,且采出气中高含CO_(2),导致集输系统运行出现气段塞等不稳定的问题以及对典型工程实例分析,分析国内外CO_(2)驱集输系统确保生产稳定性采取的典型做法,提出今后开展CO_(2)驱油集输系统生产稳定性保障措施的几点建议。

应用拉格朗日方法研究四川盆地暴雨的水汽来源

基于拉格朗日方法的轨迹追踪模式HYSPLIT v4.9可用来追踪水汽的来源以及运行轨迹。结合应用拉格朗日方法与欧拉方法,通过分析四川盆地2013年6月29日—7月2日、7月7—11日和7月15—19日三次暴雨过程来研究孟加拉湾地区的水汽通道对四川盆地暴雨的影响。分析结果表明:影响这三次暴雨过程的水汽通道均有多条,但其中最为主要的均为来自孟加拉湾的水汽通道。孟加拉湾水汽输送在低空环流系统的作用下,一部分是直接越过云贵高原输送到四川盆地,另一部分是绕过云贵高原在南海地区与南海水汽以及越赤道水汽在西太副高外围东南气流的作用下一并输送到四川盆地;其中在南亚季风强大的西南气流作用下,孟加拉湾大气河中的水汽主要越过云贵高原输送向四川盆地。同时分析对比了孟加拉湾水汽输送通道与大气河(At—mospheric River)之间的异同点,发现孟加拉湾水汽输送通道与大气河之间存在着一定的相似性。

论小浪底水库近期调水调沙在黄河下游河道冲刷中的作用

小浪底水利枢纽运用已经9年。2002年起,水库每年实施调水调沙,至2007年已进行7次。本文分析了这7次调水调沙在黄河下游河道冲刷中的作用,指出小浪底水库调水调沙,有利于下游河道冲刷,但只是水库拦沙初期运用造成的河道冲刷的一部分;目前对它的评价过于乐观。恰当地评价当前调水调沙的作用十分必要。

南海北部陆坡深水沉积体系研究

陆源碎屑物质是深水地质研究的重要内容,在全球"从源到汇"研究计划中占有重要地位。海底峡谷-水道搬运沉积体系和块体搬运沉积体系(海底滑坡)是大陆坡最重要的两种搬运沉积过程。根据高分辨率2D、3D多道反射地震资料、多波束测深法、旁扫声纳、重力与活塞取样等资料研究发现,在南海北部陆坡地层中,广泛发育大型深水块体搬运体系和相应深水水道沉积体系。针对白云凹陷和琼东南盆地深水陆坡区的实例研究,揭示了典型深水块体搬运的平面形态、内部结构和变形过程,进而深入认识这一地质体的形成演化过程。采用2D/3D地震资料和多种数值模拟新方法发现了第四系深水高弯曲水道及其沉积相特征、上新世琼东南盆地中央水道及中新世古珠江深水水道体系。深水沉积体系对研究我国深水油气资源的成因机理和分布规律,以及深水工程的地质灾害预测和防护具有十分重要的意义。

维持黄河下游主槽不萎缩的塑槽需水量

以滑动平均水量和滑动平均沙量为参数,建立了黄河下游汛期塑槽需水量的计算公式,包括上限需水量和下限需水量,构成塑槽需水量的变化区间。以平滩流量4000m3/s为例,在三黑小汛期来沙量8亿t时,汛期需水量区间为166～202亿m3。资料分析和公式计算均表明,汛期塑槽需水量与汛期来沙量及平滩流量均成正比关系,反映了来沙量对塑槽需水量的影响。考虑到平滩流量是连续4年汛期水沙条件累积作用的结果,对于给定平滩流量,不能只看当年汛期来水来沙量的大小,关键要看包括当年在内的前期连续4年滑动平均汛期水量的大小,允许个别年份的来水量小于平均值。

仿猪笼草结构的质子交换膜燃料电池流道设计

模仿猪笼草口缘表面特殊的周期性鸭嘴形微腔结构,设计了一种具有定向液体输运功能的新型质子交换膜燃料电池(PEMFC)流道。通过数值模拟研究发现,带有新型仿猪笼草结构流道的PEMFC比带有传统光滑流道的PEMFC的性能显著提高。同时还与几种带有类似结构的流道进行了对比,结果表明,带有仿猪笼草结构的新型PEMFC流道除了能增强气体燃料在流道内的传质作用外,还能加快阴极流道内水分的排出,防止发生使PEMFC性能降低的“水淹”现象。

基于交通波理论的北槽深水航道通航效率

为研究北槽深水航道内慢速船驶入深水航道时对航道通航效率的影响,以交通波理论为基础,结合船舶交通流特性,建立慢速船驶入限制追越航道内的船舶交通流波动模型,解释慢速船驶入和驶出北槽深水航道前后船舶交通流的集聚和消散过程。结果表明,若慢速船在北槽深水航道非交管时间前进入,对整个航道的通航效率影响很大,需要通航管理部门制定详尽的通航计划、调配进出船顺序,以提高北槽深水航道的通航效率。

冰盖下梯形及抛物线形输水明渠正常水深显式迭代算法

随着冬季用水量的增加,越来越多的输水工程在冬季冰盖下输水,冰盖下输水已经成为一种常态化输水方式,但目前对明渠正常水深的显式计算方法的研究主要针对不结冰渠道的,缺少对冰盖下输水时正常水深的显式计算方面的研究。该文推导了梯形断面冰盖下输水时正常水深和流量关系,提出了正常水深的简易显式迭代算法,并经过证明,此迭代算法是收敛的。用同样的方法,推导了抛物线形断面冰盖下输水时正常水深和流量关系,提出了计算正常水深的简易显式迭代算法。算例表明,该文提出的冰盖下梯形断面和抛物线形断面的显式迭代算法具有形式简单、计算量小、精度高,收敛性好的特点,一般需要3~5次迭代就可使误差小于0.01 m,当增大迭代次数时,误差进一步减小。研究为冰盖下输水渠道正常水深计算提供了便捷的计算方法,对冰期输水渠道的设计及运行管理具有理论和实践意义。

四川省水运发展期重大件运输问题分析

重大件运输是四川省水运的特色,但随着运输需求的上升和市场竞争的加剧,重大件运输面临巨大挑战。基于交通运输系统理论,总结四川省重大件运输的优势。通过统计数据分析,论证发展重大件运输是提高四川省水运竞争力的必要途径,并指出现阶段的发展瓶颈。最后,综合分析乐山港综合交通枢纽工程对重大件运输带来的影响。

小浪底水库进一步水沙调控亟待研究的问题

分析了小浪底水库运用以来黄河下游河道发生的变化，指出水库在扭转河道连年萎缩、恢复河道泄洪能力方面作出了重要贡献。水库现已进入拦沙后期，建议水库运用理念应适时由“拦沙减淤”转变为“调沙减淤”，在充分发挥下游河道输沙能力、减少河道淤积前提下，尽量减少水库淤积，延长水库寿命，并提出在建立新的水沙调控模式中亟待研究的疑难问题。

水通道蛋白1基因敲除对胸腔液体转运的影响

目的:探讨水通道蛋白1在小鼠胸腔液体转运的作用。方法:实验小鼠分为野生型组和基因敲除型组,每组基因型各分为高渗组和低渗组。小鼠吸入麻醉后,胸膜腔内分别注入高渗或等渗液体,处理组液体中含特布他林100μmol·L-1或阿米吡嗪200μmol·L-1。在不同时间收集胸腔液体,测量渗透压或体积。结果:胸膜腔内注入500mOsm液体后,在1,2和5min时收集胸腔液体测渗透压,野生型组中渗透压均明显高于基因敲除组(P<0.01)。胸腔内注入等渗液体后,在30,60和90min时收集胸腔液体测量体积,野生型组和基因敲除型组间无明显差异(P>0.05)。特布他林增加高渗和等渗液体胸腔转运(P<0.05),不受水通道蛋白1敲除的影响。阿米吡嗪抑制高渗和等渗液体胸腔转运(P<0.05),也不受水通道蛋白1敲除的影响。结论:水通道蛋白1促进渗透压引起的小鼠胸腔液体转运,对胸腔等渗液体清除无影响。钠通道影响胸腔高渗和等渗液体转运,水通道蛋白1基因敲除不影响钠通道的这种作用。