渗流侵蚀模拟中离散元模型参数影响性分析

[目的] 由于工程中渗流侵蚀发生的隐蔽性和发展的复杂性,离散元模拟成为学者开展渗流侵蚀机理研究的重要手段。固体模型的参数化构建通过控制模型内部颗粒的填充和分布影响水流作用下颗粒的运移和流失,是开展渗流侵蚀离散元模拟的关键环节。[方法] 当前有关离散元模型参数的研究主要为单参数讨论,从土体孔隙、土体颗粒和墙体边壁3个维度出发,考虑孔隙率、颗粒重叠比和墙体模量的变化构建6组土体模型,对其进行向上渗流计算并记录内部颗粒流失过程、力链结构变化及孔隙率变化过程,以评估3个参数对模型的影响性大小并从细观角度分析离散元模型参数对渗流侵蚀过程的影响机理。[结果] 离散元模型参数通过影响模型内部的颗粒和力链组成影响水流作用下颗粒的流失阶段。初始孔隙率控制模型内部的颗粒填充数目;墙体模量和颗粒重叠比影响模型内部的接触数目。颗粒和接触数目较多的模型,其内部颗粒多以颗粒群的形式移动;反之,不形成接触的自由细颗粒以单颗粒在模型内部发生纵向迁移,孔隙率曲线呈现波动变化。[结论] 研究结果从细观角度阐述参数对模型的影响,以期为基于流固耦合理论的离散元模拟方法的使用提供理论参考。     

大气干湿沉降向城市系统输入重金属元素通量特征研究——以沈阳市为例

[目的]探讨大气干湿沉降向城市系统输入重金属元素通量特征.[方法]根据沈阳市不同行政区采样点重金属元素沉降通量,分析沈阳市不同行政区重金属大气干湿沉降污染的空间分布特征.[结果]在不同的采样点,大气干湿沉降中元素的年沉降通量差异较大,但其在沈阳市不同行政区分布规律大致相同.Cd、Pb、Hg的年沉降通量在各地区的分布分别表现为：铁西区＞皇姑区＞沈河区＞和平区＞大东区＞东陵（浑南）区＞于洪区,铁西区＞沈河区＞皇姑区＞和平区＞东陵区＞于洪区＞大东区＞浑南区,铁西区＞沈河区＞皇姑区＞和平区＞大东（东陵）区＞于洪（浑南）区.大气降尘污染的空间分布与污染源地域分布具有一致性,即工业区＞商业区或交通区＞文化区＞居民区＞郊区.[结论]该研究为大气干湿沉降污染的控制与治理提供了理论参考.     

硅颗粒对Al-Si合金显微组织的影响

通过在不同温度下向亚共晶AlSi合金熔体中加入固体Al20%Si(质量分数)合金,研究了初生硅颗粒对Al7%Si合金显微组织产生的影响。结果表明:随着处理温度的降低,显微组织从树枝状α相加含针状硅的共晶相,转变成球形α相加含短针状硅的共晶相,最后变成硅颗粒加粗化的球形α相和更少的共晶相。当选择合适的Al20%Si合金组织和处理温度时,采用该工艺可有效地制备半固态成形用坯料。结合初生硅颗粒在亚共晶AlSi合金熔体中的变化过程,对Al7%Si显微组织的演化机理进行了分析。     

面向多类型土壤有机碳定量反演的天基高光谱探测参数研究

星载高光谱仪器的光谱通道以及光谱分辨率和信噪比等核心参数设置直接影响土壤有机碳定量反演精度。本研究开展了卫星载荷光谱分辨率、信噪比、光谱特征波段对不同土壤类型有机碳反演影响的研究,提出了基于大气传输模型、光谱分辨率分析模型、信噪比分析模型、特征波段的提取分析模型以及偏最小二乘回归反演模型的面向不同土壤类型有机碳监测的高光谱卫星“地面–大气–仪器–观测–反演”全链路仿真分析方法,实现了土壤类型、大气效应、仪器特性参数、反演方法的耦合影响分析。结果表明：①3种类型土壤有机碳反演的最佳光谱分辨率均在10~20 nm。②不同土壤类型对观测的信噪比需求不同。对于Phaeozem的有机碳监测,较另外两种土壤有更高的信噪比需求。③在不同特征波段提取分析方法下所需的最佳光谱分辨率和信噪比一致。不同类型土壤光谱数据提取出的特征波段不同,其中反演效果最佳的土壤类型为Chernozem,特征波段数为26个,R²=0.826 5,RMSE=3.438 9 g/kg。④反演模型与仪器特性参数无耦合关系,同一类型土壤不同反演算法的最佳光谱分辨率和信噪比需求一致。⑤Chernozem有机碳最佳反演参数需求为光谱分辨率15 nm,信噪比大于506.66,特征波段提取数为26个;Kastanozem有机碳最佳反演参数需求为光谱分辨率17 nm,信噪比大于331.42,特征波段提取数为22个;Phaeozem有机碳最佳反演参数需求为光谱分辨率15 nm,信噪比大于432.51,特征波段提取数为19个。     

单站式大气电场仪探测距离分析

通过对电子设备防雷需求的计算,确定大气电场仪应有的探测距离;通过对几种情况下大气电场的分析、计算,结合大气电场仪的探测原理及探测公式,确定大气电场仪的探测距离,并对其进行分析.通过对大气电场仪探测距离和电子设备防雷需求的预警距离对比,得出单站式大气电场仪应根据使用者的需求,降低探测距离,提高探测准确度.     

广西矿区大气沉降与稻米重金累积的关系分析(英文)

笔者就大气沉降的概念、来源及其危害作了简要的概述,并对广西矿区大气沉降与稻米重金属累积的关系作简要分析,以期对广西矿区重金属沉降污染实施有效的风险预警,确保稻米安全生产提供参考。     

Nanostructured liquid crystalline particle assisted delivery of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid to weeds,crops and model plants

Routine agricultural practices are heavily dependent on the use of surfactants, many of which are toxic to humans and detrimental to the environment. In proof of concept work we have previously shown the potential of nanostructured liquid crystalline particles (NLCP) to safely interact with plant leaf cuticular surfaces with minimal impact on epicuticular waxes. Here we demonstrate the use of NLCP to effectively deliver the auxin herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) to plant leaves in laboratory and field studies. In the laboratory, the physiological stress responses of lupin, Lupinus angustifolius (L.) (Fabaceae) towards NLCP spray applications were shown to be much reduced in comparison with application of two common surfactants. Phytotoxicity assays of 2,4-D loaded NLCP were used to validate the herbicidal effects on Arabidopsis thaliana (L.) Heynth. (Brassicaceae) and established a similarity with that of surfactant assisted 2,4-D delivery when tested at a concentration of 0.1%. Field trials were conducted to test the efficacy of NLCP-assisted delivery of 2,4-D in comparison with commercial surfactants for the control of the invasive weed wild radish, Raphanus raphanistrum (L.) (Brassicaceae), in wheat, Triticum aestivum (L.) (Poaceae) crop fields. Compared against Estercide 800, a commercially available 2,4-D formulation, NLCP assisted delivery of 2,4-D was effective at low concentrations of 0.03% and 0.06%. The crop yield remained similar for all the tested concentrations and formulations of 2,4-D loaded NLCP and Estercide 800. This is the first report to directly show that, as an alternative to conventional methods, NLCP can be used under both laboratory and field conditions to successfully delivery an agrochemical.     

大气环境对育肥猪舍内颗粒物浓度的影响

2014年10月-2015年8月,以北京昌平某猪场3栋育肥猪舍为例,在猪舍内外设置监测点,对猪舍内外空气动力学直径≤2.5μm的颗粒物（PM2.5）、≤10μm的颗粒物（PM10）和≤100μm的颗粒物（TSP）浓度进行周年监测,并将舍外监测数据与昌平国家环境监测数据进行比较分析,以研究探讨大气环境颗粒物浓度对育肥猪舍内环境的影响。试验结果表明,试验期间舍内外PM2.5浓度的变化范围分别为23～245μgm^-3和11～372μgm^-3,PM10浓度变化范围分别为113～1182μgm^-3和25～444μgm^-3,TSP浓度变化范围分别为334～4396μgm^-3和31～742μgm^-3。育肥猪舍内PM10和TSP浓度远高于猪舍外,说明育肥猪舍内PM2.5浓度受大气环境的影响,而育肥猪舍内粒径大于2.5μm的颗粒物主要源于养殖生产活动。     

重庆主城区空气降尘中重金属的特点及其在表层土壤中的累积量研究

探索不同功能区空气降尘中重金属通量特征并对其进行污染评价,对于了解空气降尘输入对土壤中重金属累积影响具有重要意义。对重庆主城的居住区(JZ)、文教区(WJ)、商业区(SY)、郊区(JQ)、交通区(JT)和工业-居住混合区(GJ)逐月进行空气降尘通量和Cr、Ni、Cd、Pb含量的测定。结果表明,工业–居住混合区的空气降尘通量平均值最高,文教区的最低。6类功能区秋季的降尘量相对较低。Cd、Cr、Ni和Pb的平均降尘量在不同功能区分布存在差异。空气降尘中4种重金属元素的平均含量为:Cd 2.14 mg/kg、Cr 66.36 mg/kg、Ni 27.69 mg/kg、Pb 98.33 mg/kg。6类功能区降尘中Cd、Cr、Ni和Pb 4种重金属含量一般冬季较高。地积累指数法的分析表明降尘中Cd污染最严重。经推算,以空气降尘的方式向土壤中输入的重金属,使重庆主城区土壤中Cd、Cr、Ni和Pb等4种重金属元素的浓度在累积100a后仍将低于《土壤环境质量标准》中的二级标准。土壤中重金属元素增加速度最快为Cd,其次为Pb和Cr,Ni的增长为负值。     

不同填充颗粒半径水稻种子离散元模型参数标定

气固两相流耦合仿真被广泛运用在气力式排种器工作过程的研究中,因确定性颗粒轨道数值计算模型的需求,种子多采用颗粒聚合的方法建模,该方法采用的填充球颗粒半径越小、数量越多就越能接近种子的真实形态,但会造成仿真计算资源过度消耗、仿真时间增长。为研究不同填充球半径的水稻种子模型对颗粒间的动力学响应特性的影响,寻找种子模型最佳的填充球颗粒数量,本文以水稻种子为研究对象,借助三维扫描与逆向拟合的方法获取种子外形轮廓,分别采用不同半径（0.30、0.21、0.18、0.16、0.15mm）的球颗粒对其进行填充,形成气固耦合的水稻颗粒粘结聚合模型。采用无底圆筒提升、滑落堆积的真实试验与仿真测定,采用曲面响应法,以休止角为指标,标定出不同填充球颗粒半径种子模型的种间静摩擦因数和动摩擦因数;通过圆筒提升和滑落堆积试验对参数进行验证,以仿真试验休止角的变异系数为指标,结果表明随着填充球半径的减小,仿真结果越接近真实值;通过水稻正压式排种器气固两相流耦合仿真进行验证,以充种率为指标,结果表明填充颗粒半径为0.21mm,仿真时长与仿真精度最优。