河道中可溶有机物迁移的分数阶导数力学本构模型研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:11772121
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:A1302.环境流体力学与颗粒流
- 结题年份:2022
- 批准年份:2017
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2018-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:危嵩; 梁英杰; 陈林; 刘肖廷; 黑鑫东; 李志鹏; 曲艺; 袁林;
- 关键词:
项目摘要
Dissolved organic matters are observed extensively in water environments and play a major role in pollutant migration. The mechanics model of dissolved organic matter migration is highly important in the water environment research. Because of diverse complex biological, physical, chemical processes, the classical convection-diffusion equation model and the traditional empirical formulas are incapable to describe such complicated migration. In particular, the power law heavy tail phenomena of dissolved organic matter migration are clearly observed in riverways through rough terrain. In recent years, my team has done a series of field tests at outdoor natural waterways and obtained a large amount of data, which is good preparatory work for this proposed research. This proposal plans to establish mechanics constitutive model via non-local fractional derivative approach to describe the migration of dissolved organic matter in riverways and to interpret power law heavy tail phenomena observed in field experiments. This project will make further field tests concerning organic content, water body temperature, and PH value in complex waterway to verify the applicability of the proposed model and to analyze the physics significance of model parameters. The goal of this study is to establish the effective mechanics model for dissolved organic matter migration using fewer parameters with clear mechanism to describe and predict such complicated migration process.
可溶有机物广泛存在于水环境中,是许多污染物的主要迁移载体,其迁移过程的力学模型是水环境研究中的一个重要问题。由于涉及到繁多且复杂的生物、物理、化学作用,经典的对流扩散方程模型和传统的经验公式难以精确地刻画这类复杂的迁移行为。尤其是在一些地形复杂的河道中,可溶有机物的迁移过程呈现明显的幂律拖尾现象,有关的研究还很不成熟。近年来本项目组在野外天然河道进行了一系列实验测量,获得了大量数据,为本项研究做了较好的准备工作。本项目拟采用非局部分数阶导数方法建立力学本构模型,描述可溶有机物在河道中的迁移机理,解释试验中观察到的幂律拖尾现象;并将进一步实验检测复杂河道中有机物含量、水体温度和PH值等实测数据;并用于验证模型的适用性,分析模型参数的实际物理意义。本项目研究的目标是建立河道中可溶有机物迁移的机理明确且参数较少的有效力学模型,以模拟和预测这类复杂的迁移过程。
结项摘要
可溶有机物广泛存在于水环境中,其迁移过程的力学模型是水环境研究中的一个重要问题。由于涉及到繁多且复杂的生物、物理、化学作用,经典的对流扩散方程模型和传统的经验公式难以精确地刻画这类复杂的迁移行为。尤其是在一些地形复杂的河道中,可溶有机物的迁移过程呈现明显的幂律拖尾现象,有关的研究还很不成熟。本项目将采用非局部分数阶导数方法建立机理明确且参数较少的有效力学模型,解释试验中观察到的幂律拖尾现象,以模拟和预测这类复杂的迁移过程。.本项目河道中可溶有机物迁移的分数阶导数力学本构模型研究,主要研究内容包括以下几个方面:1)建立机理明确的分数阶导数可溶有机物迁移转化模型;2)开展自然河道可溶有机物迁移转化实验,验证模型的可行性和探明模型参数的物理机理;3)发展求解分数阶导数模型的高精度数值方法。.本项目根据可溶有机物及其示踪粒子反常迁移实验过程,建立了截断型分数阶导数模型,模拟河道中可溶有机物的迁移过程,并通过对比野外实验获取得到的穿透曲线,验证模型的有效性以及适用范围。针对分数阶导数模型,提出一种结合局部径向基函数法和有限差分格式的数值算法和组合神经网络的方法,高效求解时间分数阶导数模型。根据河道中溶质混合的空间分数阶导数模型,分析了溶质反常混合的标度律,验证了分数阶导数模型对应标量耗散率的演化规律。.基于项目发表SCI论文18篇,出版1部英文专著,项目负责人数次入选中国高被引用学者榜。
项目成果
期刊论文数量(35)
专著数量(2)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Fractional-derivative model simulations of reach-scale uptake and transport dynamics of natural fluorescent dissolved organic matter in a temperate forested stream in southeastern US
美国东南部温带森林溪流中天然荧光溶解有机物的河段尺度吸收和运输动态的分数阶导数模型模拟
- DOI:10.1016/j.jhydrol.2021.126878
- 发表时间:2021
- 期刊:JOURNAL OF HYDROLOGY
- 影响因子:6.4
- 作者:Song Wei;YueHan Lu;Shuo Chen;Peng Shang;Yuan Xia;Yong Zhang
- 通讯作者:Yong Zhang
Anomalous imbibition of non-Newtonian fluids in porous media
多孔介质中非牛顿流体的异常自吸
- DOI:10.1016/j.ces.2019.115265
- 发表时间:2020
- 期刊:CHEMICAL ENGINEERING SCIENCE
- 影响因子:4.7
- 作者:Xu Yang;Yingjie Liang;Wen Chen
- 通讯作者:Wen Chen
A TIME-SPACE HAUSDORFF DERIVATIVE MODEL FOR ANOMALOUS TRANSPORT IN POROUS MEDIA
多孔介质中反常输运的时空Hausdorff导数模型
- DOI:10.1515/fca-2019-0079
- 发表时间:2019-12-01
- 期刊:FRACTIONAL CALCULUS AND APPLIED ANALYSIS
- 影响因子:3
- 作者:Liang, Yingjie;Su, Ninghu;Chen, Wen
- 通讯作者:Chen, Wen
The solution of the Schrödinger equation for Makarov potential and homogeneous manifold $$SL (2, {mathbb {C}})/GL (1, {mathbb {C}})$$
马卡洛夫势和齐次流形的薛定谔方程的解 $$SL (2, {mathbb {C}})/GL (1, {mathbb {C}})$$
- DOI:10.1007/s12043-020-1936-7
- 发表时间:2020
- 期刊:Pramana
- 影响因子:--
- 作者:Farzaneh Safari
- 通讯作者:Farzaneh Safari
A fractal roughness model for the transport of fractional non-Newtonian fluid in microtubes
微管中分数非牛顿流体传输的分形粗糙度模型
- DOI:10.1016/j.chaos.2019.06.015
- 发表时间:2019-09
- 期刊:Chaos Solitons & Fractals
- 影响因子:7.8
- 作者:Yang Xu;Liang Yingjie;Chen Wen
- 通讯作者:Chen Wen
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其他文献
入侵植物红毛草碳、氮、磷化学计量特征及其营养策略
- DOI:10.19741/j.issn.1673-4831.2019.1023
- 发表时间:2020
- 期刊:生态与农村环境学报
- 影响因子:--
- 作者:陈文;王桔红(通信作者);陈晓芸;郭纳虹;苏佳玲;周晓莹;黄蓉
- 通讯作者:黄蓉
对基层技术指导与培训得到重视,应用研究仍需加强——省级疾控绩效考核应用之十四
- DOI:--
- 发表时间:2012
- 期刊:中国卫生资源
- 影响因子:--
- 作者:郝模;王颖;孙梅;张瑜;汪华;陈政;陈文;朱道立;吕军
- 通讯作者:吕军
刺五加提取物在盐酸中对钢的缓蚀作用
- DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2016.02.011
- 发表时间:2016
- 期刊:材料保护
- 影响因子:--
- 作者:陈文;管春平;胡小安
- 通讯作者:胡小安
天津市糖尿病门诊特定病种患者按人头付费的效果评价
- DOI:10.13688/j.cnki.chr.2018.18131
- 发表时间:2018
- 期刊:中国卫生资源
- 影响因子:--
- 作者:邢念莉;陈文;刘稳;程文迪;弓园远;李琦;张璐莹
- 通讯作者:张璐莹
新疆东准噶尔东北部晚泥盆世I-型花岗岩年代学、地球化学及构造意义
- DOI:10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019139
- 发表时间:2019
- 期刊:地质学报
- 影响因子:--
- 作者:徐志华;尹继元;陈文;李大鹏;孙敬博;喻顺;杜秋怡;吴春燕
- 通讯作者:吴春燕
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陈文的其他基金
新型强格式边界方法弹性波仿真软件的关键问题研究
- 批准号:11572111
- 批准年份:2015
- 资助金额:56.0 万元
- 项目类别:面上项目
三维无限域高频声场模拟的快速奇异边界法研究
- 批准号:11372097
- 批准年份:2013
- 资助金额:78.0 万元
- 项目类别:面上项目
2010年环境力学夏季讲习班
- 批准号:11042002
- 批准年份:2010
- 资助金额:15.0 万元
- 项目类别:专项基金项目
医学超声波频率依赖耗散的分数阶导数模型研究
- 批准号:10774038
- 批准年份:2007
- 资助金额:35.0 万元
- 项目类别:面上项目
高维高波数声波和振动数值模拟的边界粒子法研究
- 批准号:10672051
- 批准年份:2006
- 资助金额:28.0 万元
- 项目类别:面上项目