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硫酸盐侵蚀下混凝土扩散反应过程的数值模拟 被引量：10
1
作者 万旭荣 左晓宝 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2010年第S1期843-846,850,共5页
为研究硫酸盐侵蚀下硫酸根离子在混凝土内的扩散反应规律,利用Fick第二定律建立了硫酸根离子在混凝土中的非线性非稳态扩散反应方程,并运用有限差分法求解该方程,以获得离子在混凝土中的分布规律及因化学反应而消耗的数量。通过数值仿真... 为研究硫酸盐侵蚀下硫酸根离子在混凝土内的扩散反应规律,利用Fick第二定律建立了硫酸根离子在混凝土中的非线性非稳态扩散反应方程,并运用有限差分法求解该方程,以获得离子在混凝土中的分布规律及因化学反应而消耗的数量。通过数值仿真,模拟浸泡在5.5%浓度的Na2SO4溶液中的混凝土板内硫酸根离子扩散过程。结果表明:硫酸根离子在混凝土板内的扩散速率随着扩散过程进行由快逐渐变慢,边缘处侵蚀离子浓度大于内部浓度,边缘处发生化学反应而消耗的硫酸根离子浓度大于内部。模拟结果为硫酸盐侵蚀下混凝土耐久性损伤分析提供依据。 展开更多
关键词 硫酸盐侵蚀 混凝土 变扩散系数 数值模拟
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变扩散系数离子渗氮模型的建立与验证 被引量：6
2
作者 黄文波 蒙继龙 吴晶 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期278-281,共4页
在离子渗氮过程中 ,扩散系数D是随氮质量分数而变化的 .结合这一情况 ,利用Crank -Nicolson差分方程 ,并假定工件的硬度值与其含氮量是成正比关系 ,建立基于变扩散系数的离子渗氮的新模型 ,并利用Matlab工具对其进行计算机模拟及实验验... 在离子渗氮过程中 ,扩散系数D是随氮质量分数而变化的 .结合这一情况 ,利用Crank -Nicolson差分方程 ,并假定工件的硬度值与其含氮量是成正比关系 ,建立基于变扩散系数的离子渗氮的新模型 ,并利用Matlab工具对其进行计算机模拟及实验验证 .结果表明 ,2 0CrMnTi渗氮 8和 10h后 ,实测的横截面显微硬度曲线与通过本模型计算而得的硬度曲线较好地相符 ;本模型成功地模拟了离子渗氮过程的氮质量分数变化 .同时 ,随着时间的延长 ,迭代法对误差进一步放大 .本模型只需通过简单易行的硬度测量 ,即可对离子渗氮过程的氮质量分数分布进行定量地预测 ,获得较为满意的结果 ,对指导生产具有很大的意义 . 展开更多
关键词 离子渗氮 数学模型 变扩散系数 Crank-Nicolson方程 渗氮层 氮质量分数
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基于MATLAB的渗氮扩散数值模拟程序 被引量：4
3
作者 常旭 石伟 《热处理技术与装备》 2015年第5期9-15,共7页
本文介绍了渗氮的工艺和机理,并综述了已有的部分离子渗氮的模型。由于在渗氮过程中,扩散系数D是随着氮元素质量分数的变化而变化的,结合这一实际情况,本文采用了非线性抛物线方程的有限差分格式,重新推导了有限差分方程,改进了基于变... 本文介绍了渗氮的工艺和机理,并综述了已有的部分离子渗氮的模型。由于在渗氮过程中,扩散系数D是随着氮元素质量分数的变化而变化的,结合这一实际情况,本文采用了非线性抛物线方程的有限差分格式,重新推导了有限差分方程,改进了基于变扩散系数的离子渗氮模型。文章最后利用Matlab软件对一维渗氮过程进行了模拟。 展开更多
关键词 渗氮 变扩散系数 差分方程
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考虑降解时变扩散系数污染物迁移模型解析解 被引量：4
4
作者 徐江伟 余闯 +2 位作者 方冬芳 蔡晓庆 刘俊峰 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2014年第6期1257-1262,1269,共7页
降解作用是污染物在介质中运移的主要控制进程之一。假设扩散系数为深度的线性函数,建立了污染物在多孔介质中的一维扩散模型,同时考虑降解作用的影响,针对零浓度的下边界条件,推求了模型的解析解。将常扩散系数模型解与相关文献进行了... 降解作用是污染物在介质中运移的主要控制进程之一。假设扩散系数为深度的线性函数,建立了污染物在多孔介质中的一维扩散模型,同时考虑降解作用的影响,针对零浓度的下边界条件,推求了模型的解析解。将常扩散系数模型解与相关文献进行了对比,说明了本文所提方法的正确性及可靠性。基于变系数计算模型,讨论了降解作用对污染物运移规律的影响,并分析了相关参数的敏感性。结果表明,扩散系数对计算结果存在较大影响,降解作用能够有效降低污染物的浓度,且降解越强,污染物浓度达到稳定状态需要的时间越短。 展开更多
关键词 污染物 扩散 变扩散系数 降解 解析解
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变扩散系数倾斜岸三维浓度分布及混合区计算 被引量：2
5
作者 武周虎 WU Wen 黄真理 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期38-47,共10页
在环境水力学迁移扩散方程的求解和环境水质模型中,通常将扩散系数按常数来处理。但研究发现在长江三峡建水库前黄沙溪市政排污口的污染混合区形状,并不符合常数扩散系数条件下的污染混合区外边界标准曲线(曲面)方程和几何特征参数关系... 在环境水力学迁移扩散方程的求解和环境水质模型中,通常将扩散系数按常数来处理。但研究发现在长江三峡建水库前黄沙溪市政排污口的污染混合区形状,并不符合常数扩散系数条件下的污染混合区外边界标准曲线(曲面)方程和几何特征参数关系。在倾斜岸河库的岸边等强度点源条件下,求解了变扩散系数简化三维移流扩散方程的浓度分布,进行了浓度分布的特性分析。在此基础上,推导出了污染混合区最大长度、最大宽度与最大深度和相应纵向坐标、水面面积及水下体积的理论公式,给出了污染混合区外边界标准曲线(曲面)方程,分析了扩散系数的变化对污染混合区形态的影响规律,提出了确定变扩散系数的双断面法和等浓度线法以及最大允许污染物负荷的计算方法,给出了按常数扩散系数处理的适用条件。实例分析表明,变扩散系数条件下的污染混合区外边界标准曲线方程和几何特征参数关系,能够较好地表征黄沙溪和涪陵磷肥厂排污口的污染混合区形状。 展开更多
关键词 环境水力学 变扩散系数 三维浓度分布 污染混合区 几何特征参数 双断面法 等浓度线法
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一类具有变扩散系数的非局部反应-扩散方程解的爆破分析 被引量：2
6
作者 赵元章 马相如 《数学物理学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2018年第4期750-769,共20页
该文考虑了具有变扩散系数的反应-扩散方程Dirichlet初边值问题解的爆破现象.利用辅助函数法和修正微分不等式技巧,对变扩散系数和非线性项给出适当的条件,以保证解整体存在或有限时刻发生爆破,并在整体空间中(N≥1)导出了爆破时间的界... 该文考虑了具有变扩散系数的反应-扩散方程Dirichlet初边值问题解的爆破现象.利用辅助函数法和修正微分不等式技巧,对变扩散系数和非线性项给出适当的条件,以保证解整体存在或有限时刻发生爆破,并在整体空间中(N≥1)导出了爆破时间的界.同时,给出几个应用举例. 展开更多
关键词 反应-扩散方程 变扩散系数 爆破时间的界
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管片混凝土变扩散系数氯离子侵蚀模型 被引量：2
7
作者 李智 彭立敏 施成华 《现代隧道技术》 EI 北大核心 2014年第1期105-109,152,共6页
文章通过对管片混凝土氯离子侵蚀机理的分析,在Fick第二扩散定律基础上,推导出了综合考虑时间、扩散深度的变扩散系数氯离子侵蚀模型;通过对管片抗侵蚀性能试验数据的分析,验证了该侵蚀模型的有效性和可靠性,并与传统的恒定扩散系数的F... 文章通过对管片混凝土氯离子侵蚀机理的分析,在Fick第二扩散定律基础上,推导出了综合考虑时间、扩散深度的变扩散系数氯离子侵蚀模型;通过对管片抗侵蚀性能试验数据的分析,验证了该侵蚀模型的有效性和可靠性,并与传统的恒定扩散系数的Fick第二扩散定律模型进行了对比。分析结果表明:该模型不仅能反映结构实际受氯盐侵蚀的发展趋势和混凝土不同深度处的氯离子浓度,而且能预测不同时期、不同深度处的氯离子含量,进而可预测钢筋开始锈蚀的时间。 展开更多
关键词 管片混凝土 变扩散系数 FICK第二定律
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基于Fick定律的柱状煤瓦斯扩散系数变化规律及模型构建
8
作者 秦玉金 安丰华 +2 位作者 苏伟伟 贾宏福 陈向军 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期140-149,共10页
瓦斯扩散能力直接影响瓦斯资源开采、突出危险性、瓦斯涌出及含量测定。为了研究煤中瓦斯扩散系数受应力、瓦斯压力、温度等因素的作用规律,在稳定浓度差条件下对柱状煤进行了扩散系数测定,避免了通过解吸曲线反推扩散系数带来的模型依... 瓦斯扩散能力直接影响瓦斯资源开采、突出危险性、瓦斯涌出及含量测定。为了研究煤中瓦斯扩散系数受应力、瓦斯压力、温度等因素的作用规律,在稳定浓度差条件下对柱状煤进行了扩散系数测定,避免了通过解吸曲线反推扩散系数带来的模型依赖性问题。研究结果表明:无论是吸附性气体甲烷还是非吸附性气体氦气,扩散系数与有效应力近似为负线性关系,但相较于渗透率受影响较小;甲烷扩散系数随进气压力(浓度梯度)增大呈幂函数衰减规律,与温度关系满足阿伦尼乌斯公式。对比分析了稳态法实测扩散系数与经典模型和时变扩散系数模型所得扩散系数,发现所得扩散系数的量级相同,大小可相差数倍,且扩散系数随甲烷压力增大变化趋势不同。基于扩散系数受压力(浓度梯度)和温度影响规律,建立了变扩散系数扩散模型,并利用柱状煤实测的扩散系数对粒煤在恒温和变温条件下解吸数据进行了预测。对预测结果进行解吸试验验证,表明该模型无论是在恒温还是变温条件下都能很好反映煤基质中瓦斯扩散过程。 展开更多
关键词 瓦斯涌出 扩散系数 稳态法 浓度梯度 应力 变扩散系数模型
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考虑河流流速和横向扩散系数变化的污染混合区理论分析及其分类 被引量：5
9
作者 武周虎 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期323-334,共12页
宽阔河流的中部深槽和远岸地形变化,对排放岸附近污染混合区范围的影响很小。因此,河流断面平均流速和横向扩散系数不能很好地反映排放岸附近污染物的移流扩散特性。通过对长江黄沙溪排污混合区平水期同步观测资料的分析,提出了深度平... 宽阔河流的中部深槽和远岸地形变化,对排放岸附近污染混合区范围的影响很小。因此,河流断面平均流速和横向扩散系数不能很好地反映排放岸附近污染物的移流扩散特性。通过对长江黄沙溪排污混合区平水期同步观测资料的分析,提出了深度平均流速的横向指数分布和横向扩散系数的二维变化关系式。在宽阔河流顺直岸边稳定点源条件下,求解了变系数二维移流扩散方程浓度分布的解析解,进行了浓度分布的特性分析。在此基础上,推导了污染混合区最大长度、最大宽度和对应纵向坐标以及面积的理论公式,给出了污染混合区边界归一化(等浓度)曲线方程。讨论了深度平均流速和横向扩散系数分布的特性参数(m,n和α)对污染混合区形态的影响规律,提出了河流岸边排放污染混合区的类别、形状特征、分类条件和变横向扩散系数的估算方法。实例表明,α-Ⅰ型污染混合区、边界曲线方程和几何特征参数,能够较好地表征长江黄沙溪排污混合区平水期COD_(Cr)现场观测等值线形状。 展开更多
关键词 河岸排放源 流速指数定律 变横向扩散系数 浓度分布 污染混合区 几何特征 分类条件
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LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4电极的变固相扩散系数模拟 被引量：3
10
作者 吕桃林 罗英 +1 位作者 晏莉琴 解晶莹 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期84-89,共6页
通过实验和参数辨识,确定了针对LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4体系电池所需要的模型参数,建立了适用于该体系的变固相扩散系数模型。该模型能很好地对LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的放电过程进行模拟。通过对电池内部的过电位进行分析,对电池性能的... 通过实验和参数辨识,确定了针对LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4体系电池所需要的模型参数,建立了适用于该体系的变固相扩散系数模型。该模型能很好地对LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的放电过程进行模拟。通过对电池内部的过电位进行分析,对电池性能的限制因素进行了说明。 展开更多
关键词 LINI0.5MN1.5O4 变固相扩散系数(VSSD)模型 过电位 锂离子电池
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