贻贝浮筏养殖设施水动力效应及附生海藻碎屑输运的数值模拟

基于三维海洋数值模式(estuarine coastal ocean model, semi-implicit, Ecom-si)对枸杞岛邻近贻贝养殖海域的水动力进行了数值模拟研究。通过在模型动量方程中添加动量损耗项,实现了对贻贝浮筏养殖设施阻流效应的模拟,采用实测数据对模型进行了潮位及流速的验证。利用验证良好的数值模型模拟了潮流驱动下养殖设施附生海藻碎屑漂移及沉降。结果表明,贻贝养殖设施及养殖贝串在海表的阻流效应使表层流速降低了约80%,中、下层流速分别降低了约50%和30%,在养殖海域外围因过流面的减小使得养殖场外围的流速有所增大。应用拉格朗日质点追踪模块模拟的结果表明,当碎屑质点处于悬浮状态即质点沉降速率(w)为0 m/s时,质点需要约600 h才能达到36.79%(e^-1)的沉底率;且无阻流效应时,沉底质点的分布在距养殖区中心9.0～10.5 km的区域内,有阻流效应时,质点的沉底范围分布在距养殖区中心7.5～8.5 km的区域内。当w大于0 m/s时,3种碎屑沉降速度的结果差异不大,大约在80 h内质点的沉底率达到99%,无阻流效应时质点沉降区域为距养殖...     

导致一例强沙尘暴的若干天气因素的观测和模拟研究

利用常规观测资料和数值模拟方法对影响2001年4月6-8日强沙尘暴天气发生的若干天气因素进行了研究。结果表明在本次“锋面气旋型”沙尘暴过程中,气旋冷锋是引发强沙尘暴的主要系统,冷锋过境对沙尘暴的触发作用远强于气旋发展。冷锋的动力学特点决定其常与强沙尘暴伴随。影响沙尘暴的诸多天气因素中,影响地面大风形成的有效动量下传机制为高空急流下沉支使高空动量下传至对流层中层,其下方形成的深厚混合层使这一动量继续下传到地面。“混合层”从本质上反映了有利沙尘暴形成的大气层结特征,深厚混合层的是否形成很大程度决定着沙尘暴的强度。本次过程深厚混合层的形成是长时间地面加热的结果,这也是特强沙尘暴仅发生在内蒙古中部偏北地区而不是下垫面条件更为适宜的内蒙古西部的原因。混合层空气的平流对内蒙古中部偏北地区深厚混合层的形成具有相当的贡献,其影响程度与地形分布密切相关。地面热通量试验表明地面加热对冷锋过境时上升运动的强度、深厚混合层形成、高空动量下传等具有重要影响,并因此影响沙尘暴强度。     

翅形态特征在重阳木斑蛾成虫性别鉴定中的应用

为了明确重阳木斑蛾的翅形态特征在其性别鉴定中的作用,探索雌雄难于区分的成虫的数值鉴定方法。采用图像处理与分析技术,通过爱普生扫描仪获取重阳木斑蛾前翅图,利用BugShape v1.0软件提取雌雄成虫翅的轮廓特征,利用tpsDig2软件获取翅脉交叉点位置特征,并利用独立样本t检验和标志点空间普氏叠加和扭曲分析,以明确此类特征在该成虫雌雄鉴定中的作用。结果表明,重阳木斑蛾成虫左右前翅轮廓特征在同一性别中差异不显著。仅利用左前翅数据进行分析时,翅面积、短轴长度、等效圆半径、偏心率、球状性和圆形度在两个性别中存在极显著差异,周长和长轴长度的差异达到显著水平,而紧凑度和叶状性差异不显著。使用左右前翅作为数据集进行分析时,除紧凑度和叶状性差异仍不显著外,其余参数均达到极显著水平。雌雄前翅轮廓特征作为指标来判别性别时正确率为100%,但存在左右翅相互错判现象。翅膀内部翅脉交叉点的空间位置在个体间存在较大差异,主要表现在相对于翅的横向方向变异大。雌雄间的差异主要存在于外缘附近的翅脉交叉点。结论:通过前翅的轮廓特征可以区分重阳木斑蛾雌雄成虫的差异。翅脉交叉点空间位置在雌雄间和个体间存在一定的变异。     

地铁安全疏散分析与讨论

依据《地铁设计规范》GB50157-2013中28.2.11的相关要求,发生事故时人员在6 min内全部疏散到安全区域,按照《城市轨道交通运营企业安全生产标准化评价实施细则》要求,车站站台公共区发生事故时同样应满足6 min内将列车及站台人员撤离到安全区的要求。对于在运营期间内的地铁运营企业来说,想按照要求进行现场演练难度较大,影响较为严重,可能会导致整个城市的线网停运,如何科学合理地计算地铁车站的疏散能力非常关键。针对某地铁站的疏散模拟案例进行分析,依据国家法律法规和行业规范对该地铁车站的安全疏散能力进行讨论,并给出合理的建议,以期为地铁安全运营管理提供参考。     

马铃薯渣和玉米秸秆混合裹包青贮技术研究

马铃薯渣与玉米秸秆不同混合比例研究：研究不同马铃薯渣与玉米秸秆混合比例（1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5）在青贮袋裹包青贮过程中感官品质的变化、发酵指标的变化和营养物质含量的变化情况,评价不同马铃薯渣与玉米秸秆混合比例对其发酵的影响,并筛选出最适宜马铃薯渣与玉米秸秆混合比例.     

东中国海潮汐能分布数值模拟研究

潮汐能是一种可再生、绿色无污染且蕴藏量巨大的可再生新能源,潮汐能资源分布特征的研究对于我国潮汐能的开发利用具有十分重要的现实意义。当前潮汐能资源的调查较多为对离散点资源的分析统计,缺少对潮汐能资源进行连续全海域的计算研究,为了了解全海域资源的分布,本研究建立了东中国海潮波运动数值模型,数模结果与各沿岸测站以及前人基于实测数据给出的同潮图均吻合较好。在此基础上结合数值模拟结果和近年发布的国家标准评估了东中国海潮汐能资源技术可开发等级、潮汐能理论平均功率和年蕴藏量等的空间分布规律。结果表明受月球轨道变化的影响,各验潮站年平均潮差变化周期(约19年)和相位均相等而变幅则各不相同;东中国海大部分海域平均潮差较小,为潮汐能资源贫乏区,但朝鲜半岛西岸、杭州湾和台湾海峡等小部分海域平均潮差达4.5 m以上,为潮汐能资源丰富区或较丰富区,其潮汐能理论平均功率和年蕴藏量可达2×10³kW/km²和2×10⁸kWh/(a·km²)以上;浙江福建和苏北沿海较大部分海域平均潮差达3.0～4.0 m左右,主要为潮汐能资源可利...     

基于水动力水质模型的平原河网排污模拟分析

以嘉兴市平湖塘及其周边河道水域作为研究区域,以水体中氨氮、BOD5含量作为水质指标,应用MIKE21建立平原河网水动力水质耦合模型,模拟了污染物在河网模型中的迁移扩散过程。通过对不同工况下的事故排放过程进行分析,得出在一定条件下,污染物在单位时间内的扩散面积与扩散时间呈明显的线性关系;在其他条件相同的情况下,污染物在相同时间内的扩散面积与事故排放浓度呈四次相关关系。研究表明,在保持排放总量不变的情况下,污染物的排放模式与排放浓度对扩散面积起决定作用,相同总量的污染物若采用高浓度排放,则对环境影响程度呈指数级上升。     

灌区末级渠道量水设施水流水力特性数值模拟

针对支渠以下末级渠道流量量测精度高和水头损失小的要求,寻求不同量水槽与流量相匹配的适用条件。采用标准k-ε方程模型模拟不同流量情况下巴歇尔槽和长喉道槽内的水流水力特性,分析了不同流量条件下的模拟精度、水面线、流速、流线及水头损失变化。结果表明：(1)巴歇尔槽和长喉道槽的流量模拟误差均在10%以内,但巴歇尔槽模拟精度整体优于长喉道槽,巴歇尔槽流量模拟精度随流量增加而增加,而长喉道槽模拟精度随流量增加而降低。(2)巴歇尔槽和长喉道槽均对上游渠道产生壅水作用,但相比于长喉道槽,巴歇尔槽内水面线降落比较平缓,导致同流量下巴歇尔槽水头损失小于长喉道槽。(3)由于巴歇尔槽喉道壅水作用明显,巴歇尔槽喉道内流速增大是产生水头损失的主要原因,而长喉道槽产生水头损失的主要原因为槽底部断面变化。因此,综合考虑下巴歇尔槽适合于渠道小流量量测,长喉道更适合渠道大流量量测。     

草莓干冰喷射速冻过程的数值模拟与优化

为了有效提高速冻后草莓的品质,该研究提出干冰喷射速冻草莓的方法,设计了干冰喷射速冻草莓的速冻间和干冰喷射装置,利用Comsol软件对速冻间内干冰喷射草莓速冻过程的温度场、速度场和压力场进行模拟,研究了不同干冰喷入速度（0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.40、0.50 m/s）,喷入口半径（18、20、23、25、30 mm）,以及干冰喷入速度为0.20、0.30 m/s时模型内干冰体积分数变化对草莓速冻效果的影响。结果表明：随着干冰入口半径的增加和干冰喷入速度的提高,草莓会更快的冻结。在入口半径为25 mm,流速为0.30 m/s情况下,可以高效实现草莓速冻。对干冰速冻草莓降温性能进行分析,并与现有液氮喷淋速冻草莓降温性能进行比较,结果表明：干冰速冻草莓通过最大冰晶带和草莓完全冻结的时间分别减少63.9%和41.7%,草莓能最大限度地保持原有的新鲜状态和营养成分。对优化的结果进行试验验证,草莓表面温度和中心温度达到标准时误差分别为3.70%和6.03%,草莓干冰速冻前后的品质指标均优于草莓速冻标准。研究结果为进一步开发节能环保的干冰速冻草莓装置提供参考。     

基于智能体和元胞自动机的鱼道内鱼类行为模拟

为建立基于智能体和元胞自动机（Agent-CA）的鱼道内鱼类行为模型,该研究以计算流体力学软件得到的水流流场数据为基础,根据过鱼试验研究认识到的鱼上溯行为特征和规律,定义了不同场景下鱼的避开障碍、寻找主流、逆流向前、逆流后退、冲刺、随机6种行为和行为规则,将鱼道划分成多个二维元胞空间,将元胞空间中元胞状态为“鱼”的网格看作是一个智能体（Agent）。在3种体型的竖缝式鱼道中应用该模型对草鱼幼鱼的上溯行为进行模拟,并将模拟结果与实际过鱼轨迹进行对比。结果表明：该研究构建的模型能够较好地描述实际过鱼的主要上溯轨迹,针对3种体型竖缝式鱼道的模拟特征轨迹范围相对误差分别为23.5%、7.7%和2.3%。本研究提出的基于智能体和元胞自动机的鱼道内鱼类行为模型具有较好的适用性,可为鱼类行为模拟研究提供重要基础数据。