【摘 要】
：
为实现地下水污染物迁移过程的可视化,设计并搭建了一套具有浓度可视化功能的砂箱实验平台.以地下水污染物前向扩散与反向扩散过程为例,采用荧光素钠作为污染物,通过数字图像分析和标准曲线测定,建立了荧光素钠溶液吸光度-浓度-图像灰度值之间的定量关系,实现了多孔介质中污染物浓度空间分布及变化过程的准确捕捉.结果表明,在可视化实验中,获取的图像边缘清晰,空间分辨率高,最低检测浓度在(10-2～10-3)mg/L,具有较高的可信度与可靠性.通过对所获取图像的“逐像素”校准,实现了对污染物迁移过程的有效分析,为污染物迁移
【机 构】
：
河海大学地球科学与工程学院,南京210098
论文部分内容阅读
为实现地下水污染物迁移过程的可视化,设计并搭建了一套具有浓度可视化功能的砂箱实验平台.以地下水污染物前向扩散与反向扩散过程为例,采用荧光素钠作为污染物,通过数字图像分析和标准曲线测定,建立了荧光素钠溶液吸光度-浓度-图像灰度值之间的定量关系,实现了多孔介质中污染物浓度空间分布及变化过程的准确捕捉.结果表明,在可视化实验中,获取的图像边缘清晰,空间分辨率高,最低检测浓度在(10-2～10-3)mg/L,具有较高的可信度与可靠性.通过对所获取图像的“逐像素”校准,实现了对污染物迁移过程的有效分析,为污染物迁移实验研究提供了一种新的监测手段.
其他文献
数字光弹是光测力学中进行应力分析的重要方法,其核心是通过数字图像处理的方式确定等倾线和等差线参数并获得对应的相位图.传统的数字光弹使用面阵相机拍摄得到光弹性条纹图像,但是通常在特殊波段尤其是在非可见光波段中适用的面阵相机普遍比较昂贵、制造成本也相对较高.本文提出在数字光弹中引入一种具有低成本、高成像质量优势的成像方法——单像素成像技术,通过计算重构的方式获得了光弹性条纹图像,基于数字光弹中经典的六步相移法确定了等倾线和等差线的相位图;并以对径受压圆盘进行实验,验证了所提出方法的可行性.
本文将边缘检测方法应用于拉索振动的多点测量,开展了人工激励和环境激励两种状况下的拉索振动测量实验,探究了不同测点位置对测量结果的影响.通过比较不同测点位置的实验结果,确定了拉索在不同激励状态下的最佳测点,并基于最佳测点对多根拉索进行同步测量,进一步提高了测量效率.同时,将边缘检测方法测量结果与传感器数据进对比,结果显示两种方法的偏差率约为3％,表明边缘检测方法具有较好的测量精度,能够满足工程实际的需求.
为了揭示高温后不同冷却方式对高强、普通及再生混凝土力学性能的影响,以历经温度和冷却方式为变化参数,对灾后的三类混凝土进行单轴抗压试验研究,获取了试件的质量变化率以及轴心受压应力-应变曲线,对比分析了高温后不同冷却方式下3种混凝土试件的峰值应力、峰值应变、弹性模量等力学性能指标的影响规律和能量耗散规律.结果 表明:喷水冷却下的再生混凝土受骨料影响,其质量变化率及峰值应变在400℃以下时相对常温为递减趋势;在温度超过400℃后,自然冷却下的峰值应变均比喷水冷却的大,曲线下降段相比喷水冷却的更缓;冷却方式对高强
分层试样的强度及变形特征与单一试样有很大的区别,其剪切带的发生、发展过程等相关性质也不相同.本文在传统的三轴压缩仪上引进全表面数字图像测量系统,对分层试样及单一试样分别进行了三轴压缩试验,得到了试样的整体和局部的应力应变关系曲线以及试样全表面的变形信息.结果 表明:在单一试样中夹杂其他试样的情况下,其分层试样对单一试样的影响与围压的大小密切相关,随着围压的增加影响程度变大,分层试样的性质更接近于位于试样两端的土层性质.同时,剪切带开始形成的时刻受分层土中强度较高的试样影响比较大,而与该试样在整个分层试样中
为揭示高温熔融铝液柱遇水作用后的蒸汽爆炸压力及固体产物分布特性,开展了不同温度和下落高度条件下的熔融铝液柱与水相互作用的实验研究.通过对爆炸后固体产物粒径的统计分析,获得了不同条件下的产物粒径分布图.将熔融铝与水相互作用分为未爆炸、局部爆炸和完全爆炸3种类型.当熔融铝质量为200g时,发生完全爆炸的超压在100kPa～200kPa之间,而局部爆炸的超压在30kPa～60kPa之间.基于Kelvin-Helmholtz不稳定性的临界波长和临界韦伯数理论对维持熔融液滴稳定状态的最小直径进行计算,发现液柱的温度
将T-S模糊算法与传统PID控制策略相结合,生成9种分段控制规则,制冷系统高阶复杂非线性模型在所对应的分段控制规则下输出为4段分段线性函数进行控制调节.搭建试验平台进行测试,结果显示,在基于T-S模糊算法控制的PID策略下,系统达到稳定时间比传统PID算法提高40％,系统动态参数波动范围减少32％,过热度控制精度提高50％,压缩机COP提高12％.该算法具有响应速度快、鲁棒性良好、调节精度高等特点,对制冷系统稳定性具有提升作用.
深部工程岩爆灾害孕育过程中硬岩破裂模式的合理识别对岩爆预警具有重要意义.针对传统方法的局限性,本文在硬岩微震试验的基础上提出了一种基于微震信号的硬岩破裂模式识别方法.首先,通过巴西圆盘与直剪试验分别采集花岗岩张拉破裂及剪切破裂的微震信号;然后,利用小波分析方法对两类信号进行分解重构,将样本熵与微震信号幅度作为特征指标并构建训练样本;最后,采用训练样本训练支持向量机,建立硬岩拉剪破裂模式与特征指标的非线性映射关系.研究表明,该方法适用于硬岩拉剪破裂演化过程识别,可为岩爆灾害的合理预警提供有效手段.
针对极端测试环境中采集的低质量测试图像,提出一种解析高精度变形场的高阶时域DIC(Digital Image Correlation)算法.采用模拟散斑方法建立了含高斯白噪声的亚像素级位移图像,通过最小二乘迭代法求解高阶时域DIC算法的位移量,分析了算法的测试精度.研究结果表明,非线性光流方程能够描述变形前后像素点灰度变化的时间连续性,解析变形的速度项和加速度项;高阶时域DIC算法对图像灰度变化不敏感、测量精度高,解决了从低质量散斑图像解析高精度变形量的难题.
为建立岩石工程灾害精准预测预报体系,本文进行了红砂岩试件震源时空演化特征及破裂机制实验研究.采用单轴加载方式,以声发射技术和数字散斑相关方法进行实验数据的采集,基于矩张量反演方法,分析岩石变形局部化带相对位移速率和震源体积参数、裂纹能量的对应关系,探讨岩石破裂机制及前兆特征.研究结果表明:(1)岩石承载力受变形局部化结构演化控制,变形局部化带的变形集中是引起岩石应力-应变曲线非线性演化的主要原因;(2)声发射信息与岩石的拉伸和错动变形具有相关性,当变形局部化带相对拉伸和错动位移速率突增时,声发射裂纹体积参
为提高熔融沉积成型(FDM)制件的表面质量,采用回归设计试验与响应曲面法相结合的方法研究打印速度、喷嘴温度、层高、走线宽度以及两两之间的交互作用对FDM制件表面粗糙度的影响.确定了影响表面粗糙度的显著性因素和使表面粗糙度达到最小的工艺参数组合,基于最优参数组分析了倾斜角度对于表面质量的影响.实验结果表明:工艺参数对表面粗糙度的影响顺序为:层高>外壁线宽>喷头温度>外壁速度,当选取工艺参数为外壁速度55 mm/s、喷头温度210℃、层高0.20 mm、外壁线宽0.6 mm时,表面质量最佳.零件斜面倾角越小(