关键词： 热流体   水化学   环境同位素   形成年龄   地热系统  

摘要： 利用大量的地热流体化学成分及环境同位素（δD、δ18O、14C）测试数据，深入分析了隆起山地 构造对流型、沉降盆地传导型地热流体的化学特征及分布规律，进而对地热流体的环境同位素分 布特征及形成年龄进行了梳理总结，得出了明确的结论。结果表明：隆起山地构造对流型地热田 地热流体主要以断裂上升泉的形式出露，分布于西秦岭-祁连造山带，补给来源为当地及周边大气 降水入渗，地热流体形成年龄一般小于 5 000 ~ 30 000 a，水质较好，属“开启型”的地热系统；热储层 岩性、断裂规模及水热循环方式和深度等明显控制着地热流体化学类型、环境同位素特征和形成 年龄。沉降盆地传导型地热田地热流体主要以管井开采的方式出露；热储埋藏深度小于 1 600 m 的 地热井，地热流体补给来源为当地及周边大气降水入渗，形成年龄一般小于 5 000 ~ 30 000 a，水质相对较好，属“半开启-半封闭型”的地热系统；热储埋藏深度介于 1 600 ~ 2 600 m 之间的地热开采 井，主要为地质历史时期逐步形成的“古水”，水化学类型复杂且水质较差，地热流体形成年龄介于30 000 ~ 50 000 a,属“封闭型”的地热系统；热储层岩性、埋藏深度、地下水在岩层中的滞留时间与循 环深度等明显控制着地热流体化学类型、环境同位素富集程度和形成年龄。

关键词： 传统聚落   布局模式   计算流体力学模拟   风速比   MATLAB曲线拟合  

摘要： 为提升晋东南传统村落院落内部风环境舒适度,同时给城市不良风环境问题提供解决经验,对晋东南传统村落院落风环境进行了定量研究。通过实地调研和测绘晋东南典型传统聚落民居布局现状,将该地院落基本形式分为21个工况,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟分析进行定量分析。使用风速比评估法针对夏季和冬季不同的风环境要求展开讨论,并将每一种工况的院落形态量化,分析各工况院落内平均风速比与建筑体积的耦合关系。结果表明:建筑物全围合的“口”型院中的几种方案更能兼顾夏季散热与冬季抗寒的功能,且西厢房高东厢房低的布局能营造更优质的风环境;风速比曲线的单调区间主要由民居围合形式决定,单调性则由主要由民居组合高度决定。

关键词： Arsenic   superparamagnetic iron oxide nanoparticle-coated pyrite   electrokinetic removal   three-dimensional electrode   enhancement  

摘要： Superparamagnetic iron oxide nanoparticle-coated pyrite microelectrodes were synthesized and applied for the arsenic removal from the binary system in a three-dimensional fluidized reactor. Arsenate adsorption was highly dependent on the environmental pH values. The maximum monolayer adsorption capacities were 12.83 mg/g and 9.28 mg/g for As(V) and As(III), respectively. The direct contact between nucleus and target contaminants evidently affected As(III) equilibrium adsorption. Voltage gradient had a more remarkable influence on the arsenic removal compared with the other parameters in the optimization. A continuous flow was recommended in the industrial application based on the regeneration and reuse of adsorbent.

关键词： 微流体技术   荧光检测   局域表面等离子共振效应   生物传感   结构色  

摘要： 如今微流体技术已经得到广泛的关注，其中将光学器件和微流体芯片集成到一个系统中的光流控技术越来越受到关注。光流控技术既可以发挥光学技术长期以来在各类生物化学检测中的优势又可以发挥微流体技术在小型化和低样品消耗上的优势。得益于光学微纳结构的加工技术越来越成熟，为集成光流控技术的发展提供了必要条件。但是光流控技术依旧面临许多问题。本文主要对微流体中的荧光检测、LSPR传感及光学捕获和微纳结构的颜色等分别进行了研究。分为以下三部分：　　微透镜作为常见的微光学器件，在激光诱导荧光检测中有着广泛是使用。由此提出了一种双透镜结构集成到微流体芯片上。通过有限元仿真软件COMSOL中的几何光学模块和波动光学模块分别模拟了射线追迹和电场分布情况，证明双透镜结构对于入射光的聚焦效果。并对该结构上镀膜厚度对于聚焦效果的影响做了模拟，发现镀膜时厚度在50nm-100nm之间为佳。而且双透镜结构对于流道中产生的荧光有汇聚作用，有利于荧光的收集和后续的分析。这种双透镜结构在微流体荧光检测仪器中拥有很大的应用价值。　　局域表面等离子共振(LSPR)效应在生物传感检测以及光学捕获上有着广泛的研究，基于Au纳米球的LSPR首先过过COMSOL仿真模拟研究了Au纳米球LSPR效应的影响因素并且计算了聚苯乙烯纳米小球在流速场不同分布下与尺寸有关的光学力和水动力。实验表明该结构可以在6.9×10-3m/S以下的恒定流速下有效地捕获50nm至200nm范围内的纳米物体，而较大的聚苯乙烯球不易捕获易被流体冲走。除了讨论了Au纳米球阵列的LSPR还讨论了Au纳米尖顶端的局域场增强。用飞秒激光制作纳米尖的，不同能量的激光最终制作出来的形态不同。同样用COMSOL仿真模拟了三种典型结构的电场分布，分析发现三种结构中纳米尖的顶端增强场最强，且越尖锐电场越强。所以这类结构的LSPR在光学捕获和传感检测方面具有应用潜力。　　微纳结构可以在光照下呈现出不同的颜色，对于这些结构的研究在显示成像应用、生物传感、防伪等方面有着巨大的应用价值。首先讨论了从Cynandra opis翼上的双层周期性微小结构受到启发，它在特定的角度照射下结构色具有高饱和度和亮度。为了研究颜色产生的机理通过COMSOL中波动光学模块计算了该结构的反射率，然后用CIE1993得到该参数结构下的颜色，通过模拟和实验发现具有一定高度和周期比(h1/h2=2/1，d1/d2=2/1)时，结构所表现的光谱更为清晰颜色饱和度高也十分明亮。周期和层高对结构色起到了色相和饱和度调节。其次基于稀土掺杂上转换纳米粒子在生物成像以及传感防伪等方面的巨大运用价值，提出一种新型的省时合成NaYF4∶Yb，Er，Tm上转换纳米粒子的高通量微流体反应器，可通过改变敏化剂的比例实现在980nm波长激发光下调节该纳米粒子颜色的目的。

摘要： In this thesis, we have discussed two microfluidic sensors, microfluidic micropump, and viscosity sensors, for biomedical and industrial applications. We have done simulations, mathematical analysis, and fabrication of the mentioned devices. Micropumps are one of the most important parts of a microfluidic system. In particular, for biomedical applications such as Lab-on-Chip systems, micropumps are used to transport and manipulate test fluids in a controlled manner. In this work, a low-cost, structurally simple, piezoelectrically actuated micropump was simulated and fabricated using poly-dimethylsiloxane (PDMS). The channels in PDMS were fabricated using patterned SU-8 structures. The pump flow rate was measured to be 9.49 µL/min, 14.06 µL/min, 20.87 µL/min for applied voltages of 12 V, 14 V, 16 V respectively. Further, we report finite element analysis (FEA) simulation to confirm the operation of the micropump and compare favorably the experimentally obtained flowrate with the one predicted by simulation. By taking these flow rates as a reference, the chamber pressure was found to be 1.1 to 1.5 kPa from FEA simulations. Viscosity measurement has wide-ranging applications from the oil industry to the pharmaceutical industry. However, measuring viscosity in real-time is not a facile process. This work provides an elaborate mathematical model and study of measurement of viscosity in real- time using pressure sensors. For a given flowrate, a change in liquid viscosity gives rise to a change in pressure difference across a particular section of the pipe. Hence, by recording the pressure change, viscosity can be calculated dynamically. Mathematical modeling as well as finite element analysis (FEA) modeling has been presented. A set of pressure sensors were placed at a fixed distance from each other to get the real-time pressure change. Knowing the flow rate in the channel, the viscosity has been calculated from the pressure difference. For the finite element analysis, th

关键词： 非牛顿磁流体   液-磁密封   磁-热-流耦合   耐压值  

摘要： 非牛顿磁流体密封因其寿命长、无泄漏、维修方便的优势,成为解决密封某些液体介质的较理想密封形式。但若设计不当会影响其运行稳定性和使用寿命。本文采用磁-热-流耦合数值模拟和试验研究相结合的方法,对液相环境下非牛顿磁流体密封（以下简称液-磁密封）的失效机理,密封性能及其影响因素展开了系统且深入的研究。引入水平集方程,准确描述液-磁两相界面的拓扑变化,建立了磁场、温度场、液-磁两相流的多场数值分析模型,模拟得到液-磁密封的磁场、温度场、速度场和压力场分布。分析了液-磁密封的失效机理,探究了非牛顿磁流体与被密封液体的界面稳定性及其影响因素。分析结果显示,当非牛顿磁流体受到的轴向磁场力减弱,无法继续存在于密封间隙内,形成泄漏通道,造成密封失效。转速上升会造成界面稳定性下降,采用黏度高的非牛顿磁流体可增加液-磁两相界面稳定性。在磁-热-流耦合分析模型的基础上,模拟分析了转速、磁液填充率、密封间隙和极齿宽度对液-磁密封耐压值和非牛顿磁流体温度的影响规律。分析结果表明,转速升高,非牛顿磁流体的温度上升,耐压值下降;增加磁液填充率或极齿宽度均可有效提高密封的耐压值。使用正交优化方法分析了转速、磁液填充率、密封间隙和极齿宽度对耐压值和非牛顿磁流体温度的影响,得到密封结构的最佳使用条件和结构参数范围。研制液-磁密封装置,搭建密封试验台,进行了静密封试验和动密封试验。采用混合碾压法制备了五种非牛顿磁流体,分析了非牛顿磁流体属性对密封性能的影响。分析了转速和密封间隙对耐压值和非牛顿磁流体温度的影响规律,试验值与模拟值吻合较好,验证了磁-热-流耦合数值分析模型的准确性。通过本文对液-磁密封性能的研究,为液-磁密封两相流提供了新的计算思路与方法,揭示了液-磁密封压差失效的机理,可为液-磁密封的结构优化和性能提升提供指导,进一步促进其工程应用和推广。

关键词： 甘肃省   特色农产品   物流现状   物流体系   电子商务  

摘要： 本文运用文献研究及数据分析法,就电子商务环境下甘肃省特色农产品物流现状与体系进行分析,认为存在农产品物流落后、航空与铁路运输贡献不足、物流运输费用较高、部分企业效率低下且资金不足、特色农产品冷链物流技术落后、特色农产品信息化程度不高问题,提出了加大农产品物流投入力度、增加人才建设、建立西部物流枢纽、建设甘肃特色农产品冷链物流、加强'互联网+物流'融合等对策.

摘要： 互联网经济的发展在一定程度上改变了人们的消费方式,拓宽了人们的购买渠道。在传统环境下,消费者只能在旅行地购买或食用旅游食品,返回后如果再想品尝,只能找当地的朋友帮助购买,既限制了人们的消费,也制约了旅游食品产业的发展。在电商环境下,消费者可通过电商或社交平台进行交易,提高物流效率也成为了旅游食品产业亟需解决的问题。因此,本文拟在分析旅游食品产业物流特点的基础上,探讨电商对食品物流的影响,提出电商环境下旅游食品物流体系创新策略,旨在从理论和实践上帮助旅游食品的相关企业提高物流的管理能力和配送效率,促进产业的快速、健康发展。