不同细颗粒含量甲烷水合物沉积物三轴剪切试验研究

海域试开采区域含水合物沉积物的粒度分析结果表明水合物沉积物骨架由粗、细颗粒混合构成,通过开展多组低温、高压三轴排水剪切试验研究细颗粒含量和密度对含甲烷水合物沉积物和无水合物沉积物的强度和变形特性的影响。试验结果表明,含水合物沉积物抗剪强度及剪胀性都随细粒含量提高而显著增强。这是由于细颗粒含量增加改变了颗粒间水合物的样貌和分布特征,形成了由水合物包裹着粗颗粒-细颗粒的团簇状集合体。然而,细颗粒含量对无水合物沉积物的强度和变形特性的影响却表现出相反趋势。另外,含水合物沉积物的剪胀关系可以使用修正剑桥模型中的剪胀关系式进行描述。结果表明,剪胀关系的拟合曲线依赖于水合物饱和度的大小。通过对比研究发现,天然水合物和实验室合成水合物试样在较高饱和度时的峰值摩擦角大小及其伴随水合物饱和度的增长趋势存在差异,这种差异主要来源于水合物在沉积物骨架颗粒孔隙中不同的赋存模式及分布特征。     

超宽带大功率合成器设计北大核心CSCD

在80 MHz~1 GHz频段,单个功率管输出功率能达到100 W以上,为研制输出功率400 W的功率放大器,文中设计了四路功率合成器。该合成器需要实现功率容量大、工作频带宽、体积小的设计目标。在功率容量方面,文中采用悬置带状线结构,其功率容量远远大于微带线结构;在工作频带方面,采用切比雪夫九节阻抗变换器,将工作带宽拓宽为80 MHz~1 GHz;在体积方面,文中合成器的功率合成部分采用Y型节级联实现四路功率合成,阻抗变换部分采用切比雪夫阻抗变换器进行阻抗变换,该结构相较于磁环巴伦功率合成器,不但具有损耗小、平坦度高的优点,而且通过将阻抗变换器设计成曲折的形状,进一步缩小了合成器体积。仿真与实测结果显示该合成器在80 MHz~1 GHz范围内还具有较高的平坦度,合成效率可达90%以上。     

杭州湾南岸滩涂沉积物中HCHs与DDTs污染特征分析

摘 要：目的 了解六六六（hexachlorocyclohexanes,HCHs）与滴滴涕(dichloro diphenyl trichloroethanes,DDTs)在杭州湾南岸滩涂沉积物中的污染现状。方法 于2018年4月，采集杭州湾南岸地区4个采样点不同深度（0~80 cm）滩涂沉积物，利用气相色谱-串联质谱法（gas chromatography tandem mass spectrometry, GC-MS/MS）测定了该区域中HCHs与DDTs的含量，对其分布规律进行分析，使用共识沉积物质量基准法对其生态学风险进行了评估。结果 所有样品中均检出，HCHs与DDTs含量分别为4.20~6.24 μg/kg与3.37~4.73 μg/kg，主要以β-HCH、δ-HCH以及DDE为主，其污染主要来源于历史性工业品，整体污染处于较低水平；20.3%的沉积物样品中DDEs含量以及28.1%的样品DDTs总量介于阈值效应浓度(threshold concentration, TECs) 和可能效应浓度(probable effect concentration, PECs)之间。结论 杭州湾南岸沉积物中HCHs与DDTs的污染处于较低水平，具有较小的生态学风险。     

The impacts of cattle access points on deposited sediment levels in headwater streams in Ireland

Cattle access to streams has been linked globally with degradation of stream water quality, driven largely by bank erosion and resultant instream, fine sediment deposition. The majority of evidence on such effects is however based in arid and semiarid regions of the United States and Australia, with few studies relating to cool temperate climates such as Northwest Europe. In this study, “Quorer” resuspendable sediment samples were taken from riffle geomorphic units upstream (control) and at two points downstream (pressure and recovery) of cattle access points in headwater streams in agricultural catchments in Ireland to assess levels of deposited stream sediment. Samples were taken in April/May (2016) prior to the grazing season and in October (2016) at the end of the grazing season. Sites in good‐high ecological status catchments and less than good ecological status catchments were included in the study. Higher levels of sediment were found downstream of cattle access points in both good‐high status and less than good status catchments; however, the impacts of access points were spatially confined to, in most cases, the area immediately downstream of the point of access. There was a strong correlation between deposited sediment mass and organic matter (OM) mass, with levels of OM increasing linearly with deposited sediment mass. Levels of measured sediment were negatively correlated with riparian habitat health (measured using a qualitative habitat assessment). The results of this study highlight the need for measures to prevent cattle access to headwater streams where access points can be many in order to manage local habitat quality and downstream water quality issues.     

多泥沙河流水电站水轮机转轮内部流动数值模拟

针对多泥沙水电站水轮机转轮的泥沙磨损问题,以HLA351-LJ-275水轮机为模型,对水轮机在设计工况下,运用N-S方程和标准κ-ε湍流模型,利用CFX求解器进行仿真流动模拟。水轮机转轮进口沿叶高20%、50%、80%流面的压力、泥沙速度及泥沙体积分数分布的数值结果表明,水轮机转轮叶片工作面压力大于背面且最小压力高于气化压力。泥沙速度在叶片进水边和出水口位置普遍较高。水轮机转轮叶片工作面的泥沙体积分数大于背面,叶片工作面的泥沙体积分数在叶片出水口普遍较高,叶片背面的泥沙体积分数在叶片进水边普遍较高。研究结果对多泥沙河流水轮机转轮叶片的泥沙磨损评估及维修具有指导意义。     

磁悬浮控制力矩陀螺高速转子的高精度位置控制

在受到陀螺效应、动框架效应等影响后产生的磁力非线性问题是磁悬浮控制力矩陀螺(MSCMG)高速转子位置精度下降的主要因素。为解决以上问题,提高转子位置精度,本文分析了转子所受磁力的特性,建立了转子系统非线性动力学模型,提出了神经网络滑模控制方法。设计滑模控制律,采用径向基函数神经网络逼近控制律中的非线性模型,自适应算法根据误差在线调整神经网络的权值,同时可以保证整个系统的稳定性。仿真和实验结果表明,所提出方法的转子位置精度达到99%,稳态误差为0.000 2 mm。神经网络滑模控制可以实现MSCMG转子系统的高精度位置控制。     

基于高分一号遥感卫星的渤海湾悬浮泥沙时空分布反演

悬浮泥沙是评价II类水体水质的重要参数之一,近海岸水域悬浮泥沙对重金属、营养盐等具有一定的吸附作用,悬浮泥沙的分布特征在一定程度上反映着污染物的迁移和循环,因此研究悬浮泥沙对渤海湾建设和环境保护具有重要意义。为探究渤海湾水域悬浮泥沙浓度 和分布的变化特征,利用高分一号多光谱卫星影像,通过采用波段组合的方式对悬浮泥沙含量指数反演提取,反演得到2019年9个月的渤海湾悬浮泥沙指数,分析发现渤海湾悬浮泥沙含量在冬季受季风影响较高,春季和夏季的时候渤海湾高浓度悬浮泥沙向近岸收缩,秋季 悬浮泥沙分布格局有正在向冬季过渡的趋势,本文研究可为渤海湾的生态环境保护和工业开发提供重要的科学依据和参考价值。     

基于宽频复电阻率的含黏土沉积物中水合物饱和度计算方法

天然气水合物沉积物中的黏土成分显著影响沉积物的电学特性以及水合物饱和度的计算模型。以自主设计开发的复电阻率参数测量装置为实验平台,在20 Hz ~ 100 kHz频率范围内测试了黏土条件下含水合物海沙体系的复电阻率,分析了复电阻率的频散特性、黏土影响以及主导的电极化机制,利用泥质修正Archie公式建立了基于宽频复电阻率的水合物饱和度计算模型。研究结果表明：（1）含水合物海沙体系的复电阻率呈现出显著的频散特性,双电层极化和界面极化分别是20 Hz ~ 1 kHz和1 ~ 100 kHz频段主导的极化机制;（2）黏土颗粒表面的双电层发生形变增强了含水合物沉积物双电层极化作用,提高了复电阻率相角和虚部的绝对值;（3）在20 Hz ~ 100 kHz频率范围内泥质修正Archie公式岩性系数较为稳定,而胶结指数和饱和度指数与测试频率之间的关系在20 Hz ~ 1 kHz和1 ~ 100 kHz频段差异显著,因此应分频段建立水合物饱和度计算模型。本研究为探讨含水合物沉积物的低频电学特性和建立含黏土沉积物中水合物饱和度计算模型提供了新的途径。     

填料类型与填充率对短程硝化的影响研究

研究不同填料类型与不同填充率对氨氮转化能力及亚氮积累效果影响。结果表明,在填充率相同的情况下,比表面积800 m²/m³的PE-03型号填料亚硝化效果最佳,氨氮转化50%,亚氮积累99%,PE-04型号填料比表面积1 200 m²/m³,相比于PE-03,氨氮转化降低5%、亚氮积累降低3%,PE-05型号填料比表面积510 m²/m³,相比于PE-03,氨氮转化30%、亚氮积累92%;随着填料填充率10%增加到30%,氨氮转化能力从20%增长至55%,之后再增加填充料,会小范围减小亚硝化能力,最低降至48%,由于该阶段亚硝化稳定运行,AOB优势生长,填充率的改变对亚氮积累率的影响不大。不同填料类型的影响研究中,PE-03型号的填料效果最佳;在填充率的考察中,随着同种填料填充率的增加,氨氮转化能力先增加后略微减小,对亚氮积累的情况影响较小;综合经济及技术因素,确定悬浮填料取材为PE-03型号,比表面积为800 m²/m³