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关键词： 陆相含油气盆地   河西走廊   分支河流体系   河流沉积   沉积模式  

摘要： 分支河流体系(Distributive Fluvial System,简称DFS)是描述河流从某一顶点开始进入盆地并呈放射状展布的河道体系。本论文采取多学科相结合的手段,通过运用Google Earth、Global Mapper和Arc Map等遥感图像处理软件以及DEM数据等对河西走廊盆地周缘的249个DFS几何形态参数进行测量与统计,建立了DFS源汇体系的定量数据库。根据河西走廊盆地特殊的盆山耦合构造特征将研究区自东向西分为武威盆地、张掖-民乐盆地、酒东盆地、酒西盆地与花海-金塔盆地5个区域,对各区域DFS发育的河道样式与沉积特征进行了归纳总结,对DFS几何形态参数的相关性进行了定量分析,对造成不同区域DFS几何形态差异与河道样式差异进行了探讨。利用区域对比的方法对比各研究区内DFS的发育规模与特征,总结了河西走廊盆地内DFS的3种河道分布样式和沉积模式。不同区域DFS半径、坡度、面积等几何形态参数有较大差异,在DFS不同位置河道类型也存在很大差异。河西走廊盆地主要发育分汊状辫状河道、单辫状河道以及辫状河转为曲流河等3种河道样式。根据河西走廊盆地内DFS的几何形态参数的相关性分析显示,DFS半径随着高差的增大而增大呈现正相关性;DFS面积随着DFS半径的增大而增大呈现正相关性;DFS半径随着坡度的增大而减小呈现负相关性;DFS面积随着汇水面积的增大而增大呈现正相关性。河西走廊盆地周缘发育的DFS在平面上具有3种河道分布样式:(1)酒东型DFS具有期次性,随着进积作用的继续,DFS顶点会顺着下游方向移动;(2)武威型DFS也叫扇间DFS,DFS末端汇入的小型轴向河流作为大型DFS的边界;(3)张掖-民乐型DFS发育具有阶梯性,在地质构造频繁的地区,DFS末端会被构造隆起阻碍改变河流方向形成汇流,汇流穿过构造隆起携带一些细粒及粗粒沉积物在下一盆地阶梯形成新一级的DFS。河西走廊盆地内发育的DFS可分为3个相带:近端、中部和远端。粗粒的沉积物在DFS近端卸载沉积,河道宽度、河道带宽度和地形坡度较大;随着地形坡度的减小,河道规模向下游减小,更多的细粒沉积物在中部沉积,河道的弯曲度变大,河道宽度也随之减小;在DFS远端,河道宽度、河道带宽度和地形坡度继续变小,河道弯曲度增大,河道在远端会逐渐转为曲流河,末端河流终止于沼泽、沙丘和盐湖。DFS几何形态和发育规律的影响因素表明,DFS走向与盆地构造走向一致,构造作用强烈的地区DFS河道样式主要为单辫状分汊河道;抗侵蚀风化能力差的母岩区域DFS发育规模更大;不同气候和水文条件地区DFS发育样式不同,气候湿润,降雨量大的地区DFS河道发育更为广泛,植被覆盖较广,物源区有积雪覆盖的干旱地区DFS发育规模更大。

关键词： spin-1玻色-爱因斯坦凝聚   卡门涡街   无核涡街   反铁磁相互作用   二次塞曼效应  

摘要： 玻色-爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensate,简称BEC)是指所有原子的量子态都聚集于一个单一的量子态的状态。自从实验上实现以来,BEC就为超流体中量子化涡旋提供了一个清洁且可精确调控的研究平台。卡门涡街是指在一定条件下的定常来流绕过某些物体时,物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡。寻找BEC中的卡门涡街对于深刻理解经典流体与超流体之间的关系有重要意义。物理学家相继在标量BEC、双分量BEC以及自旋轨道耦合BEC中通过数值模拟发现了卡门涡街。在spin-1 BEC这样的多组分系统中,外部和内部自由度之间的相互作用使得基态和动力学呈现出一系列更加丰富的量子现象,引起了物理学家的广泛关注和研究。然而,关于spin-1 BEC中卡门涡街的相关报道仍然很少。基于此,本文围绕“spin-1 BEC中的卡门涡街”展开研究。对于spin-1 BEC系统中卡门涡街及其动力学的研究,一般来说,基于平均场近似,可以用三分量的耦合Gross-Pitaevskii(GP)方程组来描述该系统的动力学性质。本文通过对耦合GP方程组进行数值模拟,分别研究了反铁磁spin-1 BEC中移动障碍势的涡旋脱落现象以及三分量BEC中二次塞曼效应对卡门涡街的影响。没有磁场时,用虚时演化法计算出反铁磁spin-1 Na BEC系统的基态,并将基态作为初态,在周期性边界条件下,利用时间劈裂Fourier谱方法进行动力学演化。而考虑二次塞曼效应时,选择耦合GP方程组的一组定态解作为初态进行动力学演化,同样选取spin-1 Na BEC系统进行数值模拟。数值模拟的结果表明,在反铁磁spin-1 Na BEC中,两个组分中出现了无核涡旋模式的不同组合,如无核涡街与无核V字形涡旋对的组合、无核涡街与无核涡街的组合等。涡街的稳定性条件小于经典流体中涡街的稳定性条件。量子化涡旋与密度峰结构都会对障碍势产生拖拽力,由密度峰结构引起的拖拽力很小,且与涡旋引起的拖拽力方向相反。当考虑二次塞曼效应时,由于初态选取的不同,在spin-1 Na BEC的三个组分中均察到了卡门涡街。随着二次塞曼效应的增强,卡门涡街出现的参数区域逐渐减小,说明二次塞曼效应会抑制涡街的产生。同时,二次塞曼效应增强时,涡旋的尺寸也将变小,且涡街的产生将需要障碍势具有更大的速度或者直径。

关键词： 颗粒   撞击   液面   临界速度   表面张力  

摘要： 颗粒撞击液滴表面的过程广泛存在于日常生活和工业生产中。国内外对于微米级颗粒撞击液面的过程研究较少,特别是对于真实飞灰颗粒撞击液面过程的研究更为少见。本文采用实验和数值模拟相结合的方法,对微米级飞灰颗粒撞击液面的运动行为进行深入研究,为提高液滴对细颗粒物的捕集效率提供理论支撑。颗粒撞击液面后有沉没、反弹、振荡三种运动行为。本文首先采用高速摄像技术对飞灰颗粒撞击液面后的运动行为进行实验研究。其次,建立了颗粒撞击液面动力学方程,对碰撞过程进行模拟,并利用实验对模型进行了有效验证。本文首先对颗粒在不同运动行为中的受力情况进行了分析。研究发现,颗粒在下沉过程中,主要作用力的变化为:形状阻力-表面张力;在颗粒回弹的过程中,主要作用力的变化为:表面张力-形状阻力-表面张力。并对不同撞击速度下颗粒的受力、位移、三相接触角变化规律进行了深入的分析。其次,研究了在不同粒径、后退角及液体表面张力系数下颗粒撞击液面后不同运动行为之间的临界速度。结果表明,随着颗粒粒径的增大,沉没/反弹临界速度和反弹/振荡临界速度均减小;随着后退角的增大,沉没/反弹临界速度不变,反弹/振荡临界速度减小;随着液滴表面张力系数的增大,沉没/反弹临界速度和反弹/振荡临界速度均增大。最后,对振荡行为下,液滴对颗粒的捕集情况进行了预测。研究得到,颗粒粒径越小,液滴的表面张力系数越大,振荡行为下的捕集效率更高。

关键词： 细粒煤   脱水   表面活性剂   表面张力   疏水性  

摘要： 近年来,随着采煤机械化程度的提高、薄煤层的开采以及破碎作业的强化,细粒煤产量不断上升,从而导致洗选产品脱水问题日趋尖锐。煤泥水固液分离效果较差时,会恶化选煤厂分选效果,降低煤炭产品的质量和过滤设备的处理能力。同时,低阶煤表面丰富的含氧官能团和复杂的孔隙结构,使其脱水尤为困难。基于上述问题,本课题对选取煤样进行煤质特性分析,详细研究煤阶、粒度、氧化程度以及灰分对煤泥脱水效果的影响;在此基础上,研究了表面活性剂的离子类型、分子结构以及复配对煤泥助滤脱水的影响,并结合红外、表面张力、Zeta电位、吸附以及润湿热等表征分析对其助滤脱水机理进行研究,试验主要内容及结论如下:（1）中等变质的煤泥脱水效果最好,低变质和高变质的煤泥都不容易脱水。入料粒度越细水分越难脱除,其中-0.125 mm的煤泥脱水比较困难。氧化程度越高,含氧官能团含量越高,脱水越难进行。灰分含量越高越不利于脱水的进行。（2）利用阳离子十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）、阴离子十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、非离子十二烷基聚氧乙烯醚（AEO9）和两性离子椰油酰胺丙基甜菜碱（CAB）四种不同离子类型的表面活性助滤脱水,非离子表面活性剂AEO助滤效果最好。对不同结构的聚氧乙烯型非离子AEO9、LAE9、OP9和AEO系列的AEO4、AEO7、AEO9、AEO15、AEO20表面活性剂助滤脱水,发现不同结构的聚氧乙烯型非离子表面活性剂AEO9以及AEO系列表面活性剂AEO7表现出较好的助滤性能。（3）针对AEO7进行了细粒煤的助滤脱水机理研究,发现在药剂用量为120 mg/L时,助滤效果最好,此时滤饼水分降低了4.66%。与表面活性剂作用前相比,煤表面含氧官能团振动吸收峰减弱程度最大,其润湿热最低,煤表面的疏水性增强最显著,滤液表面张力趋于稳定。当AEO7药剂用量超过120 mg/L时,滤液表面张力几乎不再下降,煤表面可能发生双层吸附使得其亲水性增强,从而降低过滤脱水性能。（4）利用三种具有不同结构的阳离子Gemini表面活性剂,丙撑基双（十二酰胺丙基二甲基氯化铵）、丙撑基双（十二烷基二甲基氯化铵）以及丙撑基双（十二烷基聚氧乙烯基二甲基溴化铵）,分别记作Gemini1、Gemini2与Gemini3,其中具有酰胺基结构的Gemini1助滤脱水效果最好。三种不同复配类型表面活性剂Gemini1-AEO7、Gemini1-SDBS与Gemini1-乙醇中,Gemini1-SDBS助滤脱水效果最好。Gemini1-SDS与Gemini-SDBS具有结构差异的两个复配体系Gemini1-SDS脱水效果较好,Gemini1-SDS在摩尔比6:7下助滤性能最好。复配表面活性剂的助滤机理研究发现Gemini1-SDS复配表面活性剂在摩尔比6:7、药剂用量为80 mg/L时,助滤效果较好,此时滤饼水分降低了8.32%,继续加大药剂用量助滤效果提高不明显。与单一的表面活性剂相比,经复配表面活性剂助滤脱水后,煤表面含氧官能团红外吸收振动峰峰强更弱,润湿热值更低,煤表面的疏水性增强更为显著。吸附测试结果表明,相比与单一表面活性剂,复配后的表面活性剂在煤表面吸附速率、吸附量均有所增加。同时,复配溶液的表面张力、cmc值与分子间相互作用系数β值验证了复配溶液的协同作用。

关键词： 柯氏力   有界连通区域   涡量方程   Navier-Stokes方程   Euler方程   流函数   Schauder不动点定理  

摘要： 本文主要是针对在有界区域Ω上的具有柯氏力作用的二维不可压缩粘性Navier-Stokes方程及初边值问题得到方程解的适定性,以及针对有界多连通区域上具有柯氏力的二维Euler方程得到方程解的适定性。第一章绪论部分主要回顾了Navier-Stokes方程以及Navier-Stokes方程在粘性消失下得到的Euler方程的研究背景以及研究现状,简单介绍涡量方程的流函数法。第二章是文章会用到的一些预备知识,主要是经典的泛函不等式。第三章主要是以Navier-Stokes方程的涡度形式来研究区域上流体的适定性问题,即当初值(?)(?)∈L(Q )∩C(Q )时,通过几个引理和Schauder不动点定理等得到解的存在性,利用迭代的方法得到解的唯一性,最后证明了衰减性。第四章采用流函数方法来考虑问题,存在的主要困难在于得到边界上流函数的约束条件,本文主要利用Kelvin速度环流定理从而较好地解决。接着通过对所考虑区域进行转化,将问题化为双曲-椭圆复合型的初边值问题。在证明主要结果之前先给出了“拟Lipschitz”模的先验估计,以及通过方程的特点得到几个引理和先验估计,从这些引理和先验估计出发来得到Euler方程解的适定性。

关键词： 流动分离诱发噪声   仿生叶片   气动声学   声比拟法   压力梯度   表面噪音强度  

摘要： 前缘噪声是风扇宽带噪声的一个常见来源,可以用附加的前缘锯齿来抑制。本文通过实验、计算流体动力学(CFD)和Ffowcs Williams-Hawkings(FWH)声比拟,进行了一项综合研究,探讨了猫头鹰仿生的前缘锯齿的间隔、长度和倾角对混流风扇的气动声学特性的形态影响。本文提出了一个基于CFD计算的指数,以评估逆压梯度引起的流动分离的严重程度,并验证了其在检查纵向分离中的有效性。同时在FWH声比拟的基础上,开发了一个新的,基于大涡流模拟的数值结果,实现表面噪声强度(SNS)可视化的方法,以此精确量化声源的空间分布。声学测量表明,在各种形态下,锯齿具有强大的折衷解决能力,SNS可视化表明,分离引起的前缘噪声被大大抑制。三分之一倍频程分析表明,延长锯齿长度比缩小间隔更有效地降低分布在100-3k Hz之间的分离噪声。对于锯齿间隔,越小越好。而因为音调噪声会随旋转物面增加的原因,长度存在一个最佳值。此外,轻微的倾角(≤20°)能使来流减速,从而通过流动缓冲效应进一步抑制伴随流动阻滞的前缘流动分离引起噪声。然而,大倾角(≥40°)会诱发额外的尖端涡流,造成高相干湍流撞击噪声,导致频率超过4k Hz的宽带噪声急剧增加。此外,本论文还证实了生物沟槽仿生叶片的降噪能力,甚至比锯齿形叶片更好。波形设计能够抑制7k Hz以下的噪声,但有高频噪声副作用的问题,而肋状叶片能够在很宽的频带内降低噪声,尽管整体声音降低的程度比波形叶片小。因此,这篇论文阐明了前缘锯齿形态对旋转机械的气动声学特征的影响,论证了生物沟槽仿生设计的降噪有效性,同时为声学分析提供了有用的方法,包括海洋工程中的水动噪声的研究也将因此受益。

关键词： 异常检测   流聚类   核函数   核密度估计   自编码器   习惯化  

摘要： 随着通信技术的高速发展,工业物联网被广泛应用于能源、制造、医疗等领域,会产生大规模、高流速、高维度的数据流。工业物联网安全事件频发,问题日益突出,数据流异常检测有助于工业物联网安全技术的发展,是目前热点研究问题。但处理高维数据流的异常检测问题,面临着诸多困难,因此,研究快速可行的高维数据流异常检测方法具有十分重要的意义。流聚类是解决高维数据流异常检测最有效的方法之一,因其动态的增量特性和聚类结果的精确性,已成为高维数据流异常检测的研究热点。当前已有许多流聚类进行数据流异常检测的相关研究,但仍然存在以下三个方面的问题:第一,许多流聚类中的梗概(Sketch)数据结构无法避免高维数据流中异常点的干扰;第二,许多算法无法快速处理非线性高维数据流;第三,针对数据流中的隐性异常缺乏稳定高效的解决方案。因此,如何高效快速的进行高维数据流异常检测已经成为了一个巨大的挑战性问题。针对以上问题,本文分析了各类数据流异常检测算法的优缺点,在欧拉核函数的基础上,提出了一种基于共享近邻密度的投影微聚类结构;在高斯核密度估计器的基础上,结合堆叠习惯化自编码器进行快速异常检测;基于分布式计算环境,设计并实现了一个隐性异常检测分析系统,最后通过充分的对比实验,证明了本文方法的优越性,本文的主要贡献如下:(1)针对高维数据流异常点干扰问题,结合欧拉核函数和共享近邻距离生成共享近邻密度,构建投影微聚类结构,该结构可以有效的区分不同类别的微聚类,降低异常点的敏感性,提高流聚类的纯度。(2)针对非线性高维数据流异常检测的效率问题,使用堆叠习惯化自编码器对数据进行降维,有效提取了数据之间的非线性关系,利用数据流的分布特性,结合微聚类和核密度估计器,构建异常检测因子对数据流进行快速异常检测。(3)针对隐性异常稀疏、不稳定等特点,以日志流为出发点,在分布式高可用的思想下,使用不同的日志规则对日志流进行矢量化预处理,并使用自适应异常检测算法进行隐性异常检测,获得了较高的检测精度和系统稳定性。

关键词： 航空数据   分类分级   数据流动   匿名化   去标识化  

摘要： 自《中华人民共和国数据安全法》及一系列数据安全和数据分类分级规章制度与国家标准的密集出台，我国初步建立起了以法律规范为原则，规章规范为主导，技术规范为指引的基本数据保护与处理框架，但在各个数据应用领域还存在制度规定空白与具体落地实施的问题。通过梳理与航空数据的相关规则，为构建航空数据领域的分级分类处理标准，推动航空数据安全有序流动，提高数据治理工作水平提供理论与制度上的参考。

关键词： 流体包裹体地球化学   构造应力场   有限元数值模拟   矿体深延指示   Cu-Sn多金属矿床   黄沙坪   湘南  

摘要： 湖南黄沙坪矿床位于湘南千里山-骑田岭矿集区,是钦杭钨铜成矿带和南岭钨锡成矿带叠合构造背景下岩浆热液型多金属成矿系统的典型代表。该矿床Cu-Sn多金属矿体与区内石英斑岩、花岗斑岩具有密切的时空关联性。本文基于大量的实际野外地质调研及前人研究成果总结,开展了控矿构造应力场和流体包裹体地球化学两方面的研究。控矿构造应力场研究主要运用《矿田地质力学理论与方法》及控矿构造应力场数值模拟方法,进行控岩控矿构造类型、成矿构造体系、控矿构造应力场研究,探讨构造变形特征和构造应力场控矿规律;流体包裹体地球化学研究,运用矿物学和流体包裹体岩相学,结合激光拉曼光谱分析等研究,探讨成矿流体成分、温度、盐度、压力等物理化学条件、流体演化特征、矿石沉淀机制,估算其成矿深度,进而揭示该矿床构造应力场-流体耦合控矿规律,建立黄沙坪铜锡多金属矿床成矿模式,提出矿田找矿远景区和矿区深部找矿方向。主要研究成果如下:(1)结合前人关于矿田构造组合和构造体系研究,进一步深化了坪宝矿田三期的构造体系演化过程分别为:成矿前期SN构造带(印支期)、成矿期NE构造带(燕山早中期)、成矿后NW构造带(燕山晚期)。(2)通过矿床构造大比例尺构造-蚀变岩相填图及控矿构造力学性质的精细解析,认为构造明显控制了矿床的形成和时空分布,并基于成矿前与成矿期实际构造特征,以ANSYS Workbench软件为手段,对坪宝矿田、黄沙坪矿床开展构造应力场模拟研究,最大主应力、最大剪应力、应变能、最大主应变分布特征、及演化特征与实际地质特征基本一致。成矿前近EW向挤压作用产生SN构造带,其伴生的EW向断裂应变能较低,为岩浆侵位提供通道;成矿期NW向最大剪应力高值带为该区岩浆自深部向浅部大规模侵位提供有利条件,并进一步沿近EW向断裂向浅部地表运移,因矿区外围高应变能区对流体运移的限制,使其能够在低应变能区不断聚集并沉淀成矿。基于该矿床地质剖面的岩浆热-力学耦合分析,认为岩浆自身的热应力作用,使成矿流体能够向外侧扩容空间汇流,并在接触带上和远离岩体的有利构造部位沉淀成矿。(3)通过流体包裹体地球化学研究,认为该矿床属岩浆热液成矿系统的典型代表。该矿床的成矿过程可分为四个阶段:(Ⅰ)干夕卡岩阶段;(Ⅱ)湿夕卡岩阶段;(Ⅲ)多金属硫化物阶段;(Ⅳ)方解石阶段。基于流体包裹体岩相学研究,识别出六种类型的包裹体:纯液相包裹体、富液相气液两相包裹体、富气相气液两相包裹体、纯气相包裹体、富二氧化碳三相包裹体、含子晶三相包裹体。研究表明,在成矿过程中,流体表现出从高温-高盐度逐渐转变为低温-低盐度的演化过程,包裹体岩相学研究及不同阶段测温结果显示存在多次流体沸腾作用、强烈的物质交换和晚阶段大气降水的混合作用是多金属成矿的主要机制。(4)基于构造应力场数值模拟及流体包裹体地球化学研究,总结了黄沙坪矿床构造-流体耦合控矿规律,并建立成矿模式;基于不同高程的矿物流体包裹体测温结果,建立了指示矿体深延的流体包裹体指标,进行了深部矿体延展预测。