相场法凝固组织模拟的研究进展

阐述了相场法是一种用于模拟凝固微观组织的有效方法 ,是目前国内外的研究热点 ;论述了相场法模拟凝固微观组织的原理和国内外的研究现状 ,并指出进一步研究的方向。     

Effects of temperature boundary conditions on equiaxed dendritic growth in phase-field simulations of binary alloy

By the phase-field approach, the dendritic growth in binary alloy melt was simulated respectively using two types of temperature boundary conditions, i.e., the constant temperature boundary by which the boundary temperature was fixed at the initial temperature, and Zero-Neumann temperature boundary. The influences of the temperature boundary conditions on numerical results are investigated. How to choose appropriate temperature boundary conditions is proposed. The results show that: 1) when the computation region is limited to a changeless size, the Zero-Neumann and constant temperature boundary conditions lead to the different dendritic growth behaviors, and the Zero-Neumann condition is preferable to the constant temperature condition; 2) when the computation region is enlarged continually with the computational time according to the increasing thermal diffusion scale, the two types of temperature boundary conditions achieve the consistent tip velocities and tip radii, and they both are appropriate choices.     

不同淹水处理对寒地水稻生长规律及产量影响的研究

为明确不同淹水处理对寒地水稻生长规律及产量的影响,通过水稻淹水试验模拟洪涝胁迫状态,分析不同淹水深度和淹水历时条件下拔节孕穗期水稻的分蘖、株高及产量的变化规律。结果表明:当淹水深度为1/3 h时,茎蘖消亡幅度小于对照处理,淹水历时7 d比淹水历时3 d的茎蘖消亡幅度小。淹水深度为2/3 h和3/3 h时,随着淹水历时的延长,茎蘖消亡幅度逐渐增大。淹水深度逐渐增加,水稻株高增长幅度越大,淹水历时越长,水稻株高增幅越明显,株高最大增加15.4 cm,比对照处理增高5.8 cm。长时间没顶淹涝(3/3 h~7 d处理)对水稻产量危害最大,产量降低46.63%。研究结果可为建立寒地水稻洪涝致灾的阈值指标和洪涝灾害影响评估提供数据支撑。     

土壤剧烈扰动条件下地面灌水对土壤呼吸的影响

借助土箱试验观测研究土壤剧烈扰动条件下的土壤呼吸,并分析灌溉管理与土壤扰动的综合影响。结果表明:由于土壤剧烈扰动导致土壤呼吸通量出现短期的迅速增加,土壤剧烈扰动后两个处理的土壤呼吸峰值均超过800 mg/(m2·h),而且大部分时间在300 mg/(m2·h),高于大部分相关报道。对于SI处理,在适宜的水分条件(102%WHC)和土壤剧烈扰动的协同作用下,使土壤CO2呼吸峰值超过了900 mg/(m2·h)。对于SDI+SI处理,由于剧烈扰动的影响在非适宜的水分条件下出现了800 mg/(m2·h)以上的CO2排放峰值,土壤剧烈扰动后灌溉能够显著降低土壤呼吸通量,灌水后随水分达到适宜范围(98%WHC),出现水分调控导致的另一个小高峰,但本研究中水分高峰仅为土壤剧烈扰动后峰值的67%。     

玉米滴灌水肥一体化条件下土壤水分迁移规律试验研究

通过春玉米测坑试验,在不同水氮耦合条件下,研究玉米拔节期、抽雄期和灌浆期土壤水分时空变化特征与迁移规律。结果表明:不同水氮耦合试验处理土壤水分变化趋势一致,不同滴灌灌水量对灌后2～6 d内土壤60 cm深度的平均含水量影响较大;灌水施肥后6～10 d,高水灌溉试验处理和低水灌溉试验处理的每天土壤质量含水率消退量差值较小。在玉米拔节期、抽雄期和灌浆期的灌水后2～10 d"高水+氮"耦合试验处理的土壤质量含水率消退量比"低水+氮"耦合试验处理分别提高了36.1%、43.5%和15.8%。     

局部湿润灌溉土壤水分分布特征及其潜在环境效应

针对多种局部湿润的灌溉技术,在概括其湿润体湿润特征的基础上,总结了湿润体分布特征的影响因素、局部湿润灌溉土壤水分运动模拟和局部湿润灌溉的农田环境效应,并从农田土壤氧化亚氮排放与土壤水分关系和局部灌溉土壤水分非均匀分布特征角度,提出应该开展不同湿润体形式下土壤氧化亚氮排放规律及其对土壤水分布的响应、高效减排的局部湿润灌溉灌水技术参数优化角度开展新的研究。     

焦煤孔隙结构形态的实验研究

利用微焦点显微CT技术和压汞法分别对东曲2号焦煤的孔隙结构进行测试,综合分析两种方法所测结果,从孔隙连通性和尺度两个方面,全面研究了2号焦煤的孔隙结构和形态特征。研究表明:2号焦煤的孔隙率为17.2%,连通的开放孔隙占27.04%,封闭孔隙占72.96%;孔径大于0.64 μm的孔占67.74％,孔径介于0.64 μm和7.50 nm的孔占32.26%,但比表面积占总比表面积的93.4%,煤中微孔径的孔数量很大;大量微孔径孔和封闭孔的存在导致煤体渗透性、连通性很差。东曲2号煤的封闭孔多呈圆形、葫芦形和不规则形,孔隙壁厚,连通团呈镂空的雪片状,相互连通的吼道小且少。     

以乙醇为分散介质制备聚苯乙烯微球

以乙醇为分散介质,聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)为分散剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用分散聚合方法,制备粒径范围在1.84～4.23 μm的单分散聚苯乙烯(PS)微球,并探讨单体用量、分散剂用量、引发剂用量、分散介质和反应温度等反应条件对所得聚合物微球粒径及其分布的影响.实验结果表明:在一定反应条件下,随着初始单体质量分数和引发剂质量分数的增大以及聚合温度的升高,聚苯乙烯微球的粒径增大;随着分散稳定剂PVP质量分数的增大,微球粒径变小;在相同条件下,以乙醇为分散介质比以甲醇为分散介质制得的PS微球粒径大.     

相场模型凝固组织模拟进展

本文对相场模型的物理本质、数值计算方法以及在凝固微观组织模拟中的应用和进展进行了综述，并指出相场模型凝固微观组织模拟的发展方向。