城市排水系统内涝风险评估

降雨强度的变化对排水系统的运行状态具有重要的影响。采用城市综合流域排水模型和Arc GIS10.0空间分析功能,建立上海市某流域排水系统模型,模拟并分析不同重现期下现状排水系统运行情况,同时分析内涝风险程度。结果表明,模拟结果与现实降雨积水范围基本一致,该模型可为城市排水系统的规划设计以及最大程度地减轻洪涝灾害起到指导作用。     

SWAT模型在西湖流域非点源污染的模拟研究

西湖长期面临着以富营养化和生态退化为主要特征的水环境问题,其中非点源污染是影响湖区水质根本改善的重要原因。本研究应用SWAT模型对西湖流域进行了非点源污染模拟,利用2016年和2017年的实测数据对模型进行了校准与验证,径流、总氮和总磷的模拟精度均满足R~2≥0.6、NS≥0.5的评价标准。应用验证后的模型模拟得出西湖流域氮磷负荷,并进一步识别出西湖流域氮磷非点源污染负荷的关键源区。     

基于常规测井的煤层含气量研究

煤层含气量是煤层气勘探开发中计算资源量不可或缺的参数之一,本文以沁水盆地柿庄南区块3#煤层为依托,利用研究区测井资料和煤岩芯含气量资料,首先将实测含气量与密度、伽马、电阻率以及埋深四条曲线之间关系进行理论分析,而后根据各自相关性建立回归方程进行多元拟合,得出各项参数的系数值;其次根据得出的多元回归模型结合测井资料计算得出单井含气量并进行校验;结果显示:基于常规测井资料获取的含气量,能够较好的反映煤层含气量与常规测井参数之间的关系,与实测含气量对比发现,误差较小,吻合度高,证实了该模型的有效性。     

陶瓷烧结过程温度场数值模拟及仿真

应用有限差分法建立了陶瓷烧结过程温度场的数学模型,并运用该数学模型编制了陶瓷体烧结过程温度场仿真软件,对陶瓷烧结过程中的温度场进行模拟分析。为验证所建模型及所编软件的正确性,对正方体坯进行了烧结试验,得出的实测温度曲线与模拟温度曲线基本吻合。     

基于SINMAP模型的不同降雨强度下小流域滑坡危险性分析

在华南小流域地区,台风引发的强降雨易造成群发性滑坡灾害。强降雨在短时间内导致地下水位大幅上升是降雨型滑坡的直接诱因。目前对滑坡危险性的评价大多基于滑坡发生时的最大降雨量进行计算,忽略了不同降雨强度对滑坡危险性的影响。为揭示不同降雨强度下的滑坡危险性,以马贵镇深水村为例,采用SINMAP水文-力学耦合定量评估模型,分别对降雨强度为50、100、250、829.7 mm/d时的滑坡危险性进行了研究,结果表明:降雨强度从50 mm/d增加至829.7 mm/d,不稳定区域面积占比从47.04%减少至21.11%,极不稳定区域面积占比从45.25%增加至72.24%,潜在不稳定区域面积占比在2.97%~4.03%。采用受试者工作特征曲线(ROC曲线)对模型的预测结果进行测算,得到的ROC曲线下A UC值为0.87,表明滑坡危险性预测与实际滑坡灾害发生情况吻合度较高,可为华南群发性滑坡危险性区域划分提供参考。     

旋流式直立微滤膜器流场数值模拟及试验研究

采用RNG κ-ε模型对旋转横流管式微滤膜器流场进行了数值模拟,得出了膜器环隙内流场分布规律。与激光粒子成像测速系统PIV实测结果进行了比较,并以Delphi及Access 2000作为软件开发工具,研制了高精度的计算机控制的在线膜器环隙压力测试系统。实测了旋转横流膜器环隙内的压力分布规律,模拟计算结果与实验数据吻合较好。     

搅拌槽内三维流场的数值模拟

应用商业计算流体力学软件CFX对搅拌槽内的流场进行了模拟,并与PIV测试结果进行了比较,流型吻合良好.速度分量的对比结果表明不同情况与各种模型的吻合情况不尽相同,标准k-ε双方程模型、RNG k-ε模型和代数应力模型在主流域内都能较准确地模拟搅拌槽内的流动场.     

糠醛气相催化加氢制糠醇工艺开发——固定床反应器数学模拟与分析

在糠醛气相催化加氢制糠醇单管实验基础上,提出了新的反应动力学模型,建立了该反应体系的拟均相二维平推流数学模型,用Powell优化方法对模型中参数进行估值。所建立模型能正确反映操作条件对反应器内温度分布和糠醇收率的影响,将它用于反应器模拟,计算结果与实测结果吻合较好。本文还应用该模型对糠醛加氢反应器进行模拟分析,得出了优化操作条件。     

汽车精密塑料件注射成型工艺研究

以汽车后车灯灯壳为研究对象,选取模具温度、熔体温度、注射时间及保压压力作为试验变量,以灯壳翘曲变形作为优化目标,采用响应曲面的中心复合设计方法,结合CAE分析模拟技术,建立了试验变量与优化目标之间的二阶响应模型。通过粒子群优化算法得出了最优工艺参数组合,对最佳工艺参数组合进行了数值模拟和实际工程试验验证。结果表明,响应模型获得的翘曲预测值与模拟翘曲值的偏差为0.42%、与实际工程试验获得的翘曲变形值的偏差为5.59%,三者结果相吻合,塑料件满足精度要求,这表明应用二阶响应模型优化设计是解决注射成型塑料件质量问题的一种有效途径。     

二级泵房吸水井不同高度液位的CFD数值模拟

针对某工程实例二级泵房吸水井运行液位过高的问题,采用CFD数值模拟研究二级泵房吸水井不同高度液位对吸水效果的影响,以得出最低运行液位的判定依据和标准,同时得出有效降低最低运行液位的设计思路.运用Ansys软件建立CFD数值模拟模型,通过合理的网格划分进行流体流动仿真,对同种模型的不同液位高度和同种液位高度的不同模型分别...     

基于MIKE URBAN模型的管道排水能力评估

雨水管道是城市排水系统重要环节,其排水能力关乎城市内涝严重程度,因此,快速而准确地对雨水的管道疏水能力进行评估,精确定位溢水节点、超载管网,掌握内涝风险情况显得尤为重要。文中通过建立MIKE URBAN一维管网模型,在不同重现期下模拟,利用模拟结果对研究区进行排水能力评估。结果表明,研究区雨水管网整体排水能力较弱,绝大部分管段不能满足1 a暴雨重现期要求,难以抵御强降雨威胁,易形成内涝点,城市雨水管网亟待改造。该评估结果为后期雨水管网改造等工程提供理论基础。     

老城区雨水排水系统改造工程设计案例

为提高城市排水防涝能力,满足国家、地方政策及标准要求,老城区低标排水系统提标改造需求日益迫切。但许多老城区存在现状条件复杂、地下公用管线多、道路狭窄、施工条件苛刻等问题,提标改造难度较大。文中以上海市宝山区月浦城区雨水排水系统提标改造工程为例,详细介绍工程设计方案,结合Info Works ICM排水模型对系统内积水风险、管网水力条件进行分析,结果表明:提标改造后的管网系统在3年一遇设计降雨时,可保证城区内无积水产生,系统内大部分管道的水力坡度与管道坡度接近,基本未出现非满管或超载的情况;在100年一遇的设计降雨时,城区内积水深度普遍在0.15 m以下。针对排水系统改造中的重点、难点,提出充分利用现状设施、合理选择顶管与开槽埋管相结合的施工方案、减少骑马井数量、利用已建雨水管道收集路面雨水、合理确定井位管位,减小管线搬迁工程量等解决方案,同时,对关键节点进行具体分析。案例可为其他老城区的雨水排水系统提标改造工程提供一定的借鉴。     

降雨蒸发条件下渗流区污染物迁移的数值模拟

采用溶质传递方程和水流动方程联立耦合进行数值求解,模拟土壤渗流区中有机污染物的垂直一维迁移过程。传递方程综合考虑气相扩散和液相的对流扩散过程,并且在水流动方程的边界条件中包含有降雨、蒸发的气候条件。数值模拟过程中将有机污染物苯作为研究对象,采用美国加州地区实际的土壤物性数据和气候条件,得到的模拟结果和Grifoll的研究结果基本一致。实验结果显示500 h污染物到达的深度近似为125 cm,2 000 h已经达到180 cm。另外,在模拟区域的不同深度设置数值模拟数据采集点,结果发现越接近不饱和区上表面的地方,受气候边界条件影响越大。     

273 K及323 K条件下NaCl–NaBr–CH3OH三元体系相平衡 研究及其应用

为了对苦卤结晶析出的Na(Cl,Br)固溶体中氯化钠组分和溴化钠组分进行分离,测定了NaCl–NaBr–CH3OH三元体系在273及323 K温度时的溶解度数据,根据测得的液相点和湿渣相点确定了对应的固相点,由此绘制出了两个温度下的相图。结果显示,273及323 K温度下该三元体系的相图特征相似,均只有一个共饱点、两条饱和溶解度曲线,对应的固相结晶区有三个：NaCl纯盐结晶区、NaCl和Na(Cl,Br)固溶体共结晶区、Na(Cl,Br)固溶体结晶区。NaBr在无水甲醇中溶解度的增大导致NaCl溶解度大幅减小,说明NaBr对NaCl产生了较强的盐析效应,273 K时两种溶质在甲醇中的溶解度均比323 K时的溶解度大。依据273和323 K的NaCl–NaBr–CH3OH体系相图及298 K的NaCl–NaBr–H2O体系相图设计了分离Na(Cl,Br)固溶体中氯化钠和溴化钠的工艺。     

Hydrological and water quality modeling in a medium-sized basin using the Soil and Water Assessment Tool (SWAT)

The newest version of Soil and Water Assessment Tool (SWAT2005), coupled with a GIS interface (AVSWATX), was applied to Kosynthos River watershed located in Northeastern Greece. The 440 km² drainage basin was discretized into 32 sub-basins using an automated delineation routine. The multiple hydrologic response unit (HRU) approach was used and the basin was discretized into 135 HRUs. The model was calibrated and verified using continuous meteorological data from three stations, and runoff and nutrient concentrations measured at four monitoring sites located within the main tributaries of the watershed, for the time period from November 2003 to November 2006. Calibration and verification results showed good agreement between simulated and measured data. Model performance was evaluated using several statistical parameters, such as the Nash-Sutcliffe coefficient and the normalized objective function. The validated model was also used to test the effect of several land use change and crop management scenarios in runoff and nutrient loadings. The study showed that SWAT model, if properly validated, can be used effectively in testing management scenarios in Mediterranean watersheds. The SWAT model application, supported by GIS technology, proved to be a very flexible and reliable tool for water decision-making, especially under the need for harmonization with the Water Framework Directive.     

Pore-network modelling of combined molecular diffusion and gravity drainage mechanisms in a porous matrix block: The competitive role of driving forces

A large part of the world's hydrocarbon resources are located in fractured reservoirs, and mass transfer phenomena play a crucial role in enhanced hydrocarbon recovery from these reservoirs. Pore-network models have been widely used to study kinetic and pore-scale micro-mechanisms. Molecular diffusion involves mass transfer and liquid–vapour phase change and can be simulated by a modified invasion percolation model. Despite the existence of separate pore-scale studies on molecular diffusion and gravity drainage, no articles have been published that evaluate the combined effect of both mechanisms. This study investigates the competitive roles of the two phenomena and the effective factors controlling each mechanism with the aid of pore-network models. According to the results obtained, gravity drainage and molecular diffusion would have a synergic effect when they are simultaneously active. Although for a single-component liquid system, there would be a capillary holdup residual saturation in the pure gravity drainage process (between 11% and 14% for the evaluated cases) and a slow and lengthy evaporation in pure molecular diffusion (between 47% and 57% longer for the cases under study), our investigation revealed that when the two mechanisms coexist, a faster process with no residual liquid is expected. Our findings clarify that when the system is strongly gravity dominated, the liquid body remains integrated, gas–liquid contact recedes in a piston-like manner, and three-stage liquid desaturation is observed. Furthermore, highly clustered liquid saturation is observed in strongly capillary-dominated systems, and the liquid desaturation curve in a capillary-dominated model has two distinguishable stages. The competitive contribution of gravity drainage and molecular diffusion as the main driving forces of liquid extraction from a single-block model is quantified for the entire period of desaturation. Depending on the dominance of the production mechanisms, the process is either gravity-assisted molecular diffusion or diffusion-assisted gravity drainage.     

浆料反应增强气液传质

针对液膜区存在复杂反应的浆料吸收体系,通过气体吸收对分散相颗粒溶解增强作用的研究,建立了反应浆料增强气体吸收的三区域模型.采用搅拌槽间歇吸收实验测定了不同搅拌强度和Mg(OH)₂浆料固含率时SO₂吸收速率增强.研究发现,颗粒粒径、浆料浓度、“惰性区”厚度以及待吸收气体分压等参数是影响吸收增强作用的主要参数.考虑气液近界面“惰性区”和浆料表观黏度影响后的三区域模型结果与实验结果具有良好的一致性.     

碳氢燃料JP-10高温液态黏度测量和推算模型构建方法研究

基于流体动力学层流哈根-泊肃叶（Hagen-Poiseuille）定律,利用双毛细管法,对高密度空天动力燃料JP-10液态黏度进行实验测量,测温范围326.6~671.2 K,测量压力2.0、 3.0、 4.0 MPa,扩展相对不确定度2.88%~4.96%（置信因子k=2）。通过纯物质环己烷动力黏度的测量,对实验系统进行了标定,实验结果与NIST数据库平均相对偏差在1.22%以内,最大相对偏差绝对值为2.04%,实验结果与推荐黏度值在2.0 MPa时平均相对偏差为1.25%,4.0 MPa时平均相对偏差为1.61%,最大相对偏差绝对值为3.50%,验证了实验系统的可靠性。选取临界压力状态的黏度值作为参考状态值,通过引用Yaws液相有机化合物的黏度经验公式,结合SRK状态方程对绝对速率理论黏度模型进行了改进,耦合实验数据,建立了一种适用于碳氢燃料的高温高压液相黏度的推算模型。采取共轭梯度法和遗传算法对模型参数进行拟合,计算结果与实验结果的平均相对偏差值在2.00%以内,最大相对偏差绝对值小于4.50%,验证了模型的精确性。     

塔板压力平衡的应用(Ⅰ)一种推算塔板气相分布的新方法

针对目前缺乏有效的大型塔板气速分布测试方法的现状,利用塔板压降的加和模型和塔板压力平衡,推导出沿塔板液流方向上不同区域的局部气速模型。在6400 mm×800 mm大型双溢流、16分区空气/水冷模试验塔上对所推导出的公式进行验证。结果表明,该模型依据塔板压降和持液分布数据能够对塔板上的气相分布进行很好的表征和量化。     

Applications of pressure balance in large scale distillation tower (Ⅰ)A new approach to estimating gas distributions on large scale valve trays

针对目前缺乏有效的大型塔板气速分布测试方法的现状,利用塔板压降的加和模型和塔板压力平衡,推导出沿塔板液流方向上不同区域的局部气速模型。在6400 mm×800 mm大型双溢流、16分区空气/水冷模试验塔上对所推导出的公式进行验证。结果表明,该模型依据塔板压降和持液分布数据能够对塔板上的气相分布进行很好的表征和量化。