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利用反应-扩散模型预测生物入侵 被引量:5
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作者 张林艳 叶万辉 江洪 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2009年第4期1565-1572,共8页
生物入侵严重威胁着各国的生态环境,各国在生物入侵的预警、预防、预测方面给予了高度关注。文章引介了当前入侵预测中主要采用的3种方法(即统计方法、生理方法和分析方法),对入侵模拟时所需考虑的影响因素及模型的输入和输出变量进行... 生物入侵严重威胁着各国的生态环境,各国在生物入侵的预警、预防、预测方面给予了高度关注。文章引介了当前入侵预测中主要采用的3种方法(即统计方法、生理方法和分析方法),对入侵模拟时所需考虑的影响因素及模型的输入和输出变量进行了描述分析。以分析方法中的反应–扩散模型(简称R–D模型)为例探讨建模方法对生物入侵的预测,并基于一维反应–扩散模型的推导,阐述了R–D模型的模型特点及应用时的限制条件。R–D模型可将空间和种群过程融合进入侵速率的预测之中,且模型中连续参数的使用不受尺度限制,适用空间尺度较广。该模型以其简洁易表达的形式在生物入侵的研究中曾受到广泛应用,范围广至孢子、病毒,无脊椎农业害虫及麝鼠Ondatra zibethicus、水獭Enhydra lutris等脊椎生物。然而,随着入侵理论的不断完善,R–D模型在实际应用中的缺陷日益突出,它对空间现象模拟预测的无能为力、对生态过程相互作用模拟的失败,致使该模型应用受限、预测能力降低。目前,入侵预测倡导基于个体的空间模拟模型,并开始关注偶然发生却起着关键作用的长距离扩散的预测。从某种程度上来说这些模型比R–D模型更接近真实,但R–D模型有助于理解现有的入侵格局,对生态入侵研究提供最基本的估测,可以加深对入侵过程的理解。过去,R–D模型对入侵生态理论的发展做出过的重要贡献,今后该模型仍为我们初步预测生物入侵提供一个简单便捷的工具。 展开更多
关键词 反应-扩散模型 入侵预测 生物入侵 入侵管理 生态环境
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不规则形状A301氨合成催化剂反应-扩散模型及实验验证 被引量:1
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作者 李涛 徐懋生 +1 位作者 朱炳辰 房鼎业 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 2002年第5期123-126,共4页
测定了不规则形状A30 1氨合成催化剂的形状系数和球化的当量直径及高压下本征动力学方程 ,采用SPSR法测定的曲折因子 ,建立了多组分单一反应等温球形A30 1氨合成催化剂内反应 -扩散一维模型 ,用正交配置法求解了模型 。
关键词 不规则形状 A301氨合成催化剂 反应-扩散模型 实验验证 正交配置法 扩散有效因子 浓度分布
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具有Dirichlet边界条件的单种群时滞反应扩散模型的稳定性和Hopf分支
3
作者 李永花 张存华 潘英翠 《华中师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期641-647,共7页
该文主要研究了有界区域上具有Dirichlet边界条件的单种群时滞反应扩散模型的动力学行为.通过选取时滞为分支参数并分析模型在空间非齐次稳态解处线性化模型的特征值问题,获得了模型空间非齐次稳态解的稳定性以及Hopf分支的存在性.
关键词 时滞反应-扩散模型 稳定性 HOPF分支
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旋转填充床中SO_2与O_2同时吸收的扩散-反应模型 被引量:7
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作者 张心亚 吴元欣 李定或 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第11期1021-1025,共5页
In this paper the rotating packed bed, a new type of absorber, which has high mass-transfer characteristic by means of centrifugal field instead of gravity field, is used to study on stimulated flue gas desulfurizatio... In this paper the rotating packed bed, a new type of absorber, which has high mass-transfer characteristic by means of centrifugal field instead of gravity field, is used to study on stimulated flue gas desulfurization. Based on experimental data,a model of mass-transfer and reaction of the sulfur dioxide chemical absorption in the rotating packed bed reactor is proposed according to the film-theory. It can be used to predict the performance of the total absorption rate and the enhancement factor of the sulfur dioxide and oxygen simultaneous absorption in the rotating packed bed reactor.The prediction of the model is consistent with the experimental result varying operating conditions, and the relative error between experimental result and predicted result is below 12%. Some interesting potential projects of simultaneous absorption of sulfur dioxide and oxygen in the rotating packed bed reactor are also discussed. 展开更多
关键词 旋转填充床 SO2 O2 同时吸收 扩散-反应模型 增强因子 烟气 脱硫 化学吸收 二氧化硫 氧气
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受平衡约束的平行反应体系的催化剂粒内反应-扩散过程模拟
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作者 于广锁 于建国 +1 位作者 代正华 于遵宏 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期341-345,共5页
以甲烷化体系为例,研究了受平衡约束的平行反应的催化剂粒内状态。采用正交配置法求解催化剂的一维、二维反应-扩散非等温模型。模拟结果表明, 由于甲烷化反应与变换反应交互作用,导致变换反应在催化剂粒内正、逆反应均存在。内扩散... 以甲烷化体系为例,研究了受平衡约束的平行反应的催化剂粒内状态。采用正交配置法求解催化剂的一维、二维反应-扩散非等温模型。模拟结果表明, 由于甲烷化反应与变换反应交互作用,导致变换反应在催化剂粒内正、逆反应均存在。内扩散效率因子不能准确描述催化剂内表面利用率,应考虑粒内参数分布。 展开更多
关键词 平行反应体系 反应-扩散过程 模拟 催化剂 平衡约束 反应-扩散模型 甲烷化体系 粒内状态
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饱水混凝土中硫酸根离子扩散-反应模型研究
6
作者 任青阳 任小坤 +2 位作者 靳红华 刘畅 王煜杰 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第20期8804-8811,共8页
针对硫酸盐环境下混凝土的劣化问题,从腐蚀机理出发,采用Fick第二定律,考虑硫酸根离子在混凝土中扩散的曲折度,结合水泥水化、腐蚀产物填充和材料损伤度对孔隙的影响建立了硫酸盐侵蚀下混凝土的扩散-反应模型;开展了3种水灰比的混凝土在... 针对硫酸盐环境下混凝土的劣化问题,从腐蚀机理出发,采用Fick第二定律,考虑硫酸根离子在混凝土中扩散的曲折度,结合水泥水化、腐蚀产物填充和材料损伤度对孔隙的影响建立了硫酸盐侵蚀下混凝土的扩散-反应模型;开展了3种水灰比的混凝土在2种浓度的硫酸盐侵蚀条件下的浸泡腐蚀试验,并与模型计算结果对比分析。结果表明:模型计算值与试验实测值基本一致;相同浓度下,水灰比越大混凝土内部同一截面硫酸根离子含量越高;水灰比一样的混凝土,侵蚀浓度越高腐蚀产物填充孔隙周期越短,相同周期内侵蚀深度越大。最后通过建立的混凝土受硫酸根离子侵蚀的最大深度预测模型,可见硫酸盐侵蚀混凝土的最大侵蚀深度随着侵蚀龄期的延长而逐渐变缓,后随着腐蚀产物对混凝土产生损伤,扩散速率加快,侵蚀深度变大。 展开更多
关键词 混凝土 硫酸盐侵蚀 扩散-反应模型 深度预测
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ZSM-5分子筛结构对苯烷基化反应性能影响的数值模拟研究
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作者 黄静茹 陈佳轩 +4 位作者 张群锋 阮晋 朱来 叶光华 周兴贵 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期2544-2555,共12页
以ZSM-5分子筛催化苯和乙烯烷基化为体系,建立并验证了一种三维各向异性扩散-反应数学模型,该模型考虑了分子筛形貌、孔结构和扩散各向异性的影响。模拟发现当分子筛颗粒体积和abc轴尺寸保持不变时,改变分子筛形貌并不会显著影响其表观... 以ZSM-5分子筛催化苯和乙烯烷基化为体系,建立并验证了一种三维各向异性扩散-反应数学模型,该模型考虑了分子筛形貌、孔结构和扩散各向异性的影响。模拟发现当分子筛颗粒体积和abc轴尺寸保持不变时,改变分子筛形貌并不会显著影响其表观活性,因而该情况下无须调控分子筛形貌;而当分子筛颗粒体积不变时,仅缩短b轴尺寸才能显著降低扩散阻力,提高催化剂表观活性,因而合成ZSM-5分子筛时缩短b轴尺寸最有利于扩散和反应。在分子筛颗粒中引入大孔可显著提高分子筛催化剂利用率和表观活性,保持大孔孔隙率不变时,减小大孔孔径更有利。存在最优大孔孔隙率以平衡扩散阻力和活性材料含量,当分子筛粒径4μm、大孔孔径300 nm时,最优大孔孔隙率0.16,对应最高表观反应速率80.5 mol/(m^(3)·s)。另外,由于分子筛内扩散各向异性的影响,当大孔取向平行于c轴时最有利。结果可为苯和乙烯烷基化ZSM-5分子筛催化剂乃至其他分子筛催化剂的设计优化提供一定的理论指导。 展开更多
关键词 苯烷基化 ZSM-5分子筛 扩散-反应模型 孔道 扩散各向异性 颗粒形貌
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甲醇水蒸气重整制氢固定床反应器的数学模拟 被引量:4
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作者 兰闪闪 牛帅 +1 位作者 万宇 周志明 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期68-72,共5页
建立二维拟均相固定床反应器数学模型用于描述Cu_(50)Zn_(30)Ce_(10)Al_(10)催化剂颗粒的甲醇水蒸气重整制氢反应过程,该模型由流体相的质量、热量和动量传递方程组成,耦合催化剂颗粒内部的扩散-反应模型。通过将模型预测值与实验数据... 建立二维拟均相固定床反应器数学模型用于描述Cu_(50)Zn_(30)Ce_(10)Al_(10)催化剂颗粒的甲醇水蒸气重整制氢反应过程,该模型由流体相的质量、热量和动量传递方程组成,耦合催化剂颗粒内部的扩散-反应模型。通过将模型预测值与实验数据进行比较,验证反应器数学模型的准确性。在此基础上,分析关键组分CO_(2)和CO的效率因子随床层轴向的变化规律以及催化剂床层的轴径向温度分布。结果表明:催化剂床层的轴径向温差较大,导致CO_(2)效率因子变化较大,而CO由于浓度低,反应速率慢,其效率因子变化不明显。 展开更多
关键词 甲醇水蒸气重整 反应器数学模型 扩散-反应模型 效率因子
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超重力环境下甲基二乙醇胺选择性脱除H_2S的模拟 被引量:10
9
作者 钱智 徐联宾 +2 位作者 李振虎 郝国均 郭锴 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1016-1022,共7页
应用反应-扩散模型对超重力环境下甲基二乙醇胺(MDEA)溶液从CO2和H2S混合气中选择性脱除H2S过程进行了定量描述。模拟结果表明,CO2在向MDEA溶液液膜渗透的过程中,需耗时1s渗透进2.0×10-5m才能够建立起稳定的浓度梯度;对于H2S,仅需... 应用反应-扩散模型对超重力环境下甲基二乙醇胺(MDEA)溶液从CO2和H2S混合气中选择性脱除H2S过程进行了定量描述。模拟结果表明,CO2在向MDEA溶液液膜渗透的过程中,需耗时1s渗透进2.0×10-5m才能够建立起稳定的浓度梯度;对于H2S,仅需约2.0×10-9s渗透进入液膜1.0×10-8m便可建立起稳定的浓度梯度,液膜中CO2的传质过程对于H2S的吸收基本没有影响;MDEA在液膜中存在扩散,H2S的存在对于CO2吸收的抑制作用明显。在旋转填充床中于不同的温度下进行了MDEA选择性脱除H2S的实验。实验结果表明,旋转填充床可以获得较高的H2S脱除率;反应-扩散模型的模拟结果和实验结果吻合较好。 展开更多
关键词 选择性脱硫 液膜渗透 反应-扩散模型 旋转填充床 甲基二乙醇胺
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A301氨合成催化剂本征动力学 被引量:5
10
作者 李涛 徐懋生 +2 位作者 朱继承 房鼎业 朱炳辰 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期221-225,共5页
对低温、低压、高活性的 A30 1氨合成催化剂的本征动力学进行了研究。实验采用等温积分反应器 ,在 32 0°C~ 480°C、6.0 MPa~ 1 0 .0 MPa、50 0 0 h-1~ 30 0 0 0 h-1的条件下测定了反应器出口氨浓度 ,建立了 Temkin形式的... 对低温、低压、高活性的 A30 1氨合成催化剂的本征动力学进行了研究。实验采用等温积分反应器 ,在 32 0°C~ 480°C、6.0 MPa~ 1 0 .0 MPa、50 0 0 h-1~ 30 0 0 0 h-1的条件下测定了反应器出口氨浓度 ,建立了 Temkin形式的动力学方程 。 展开更多
关键词 A301催化剂 氨合成 积分反应 本征动力学 反应活化能 指前因子 反应-扩散模型
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生物膜动力学的研究现状与展望 被引量:6
11
作者 陈黎明 柴立和 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期411-416,共6页
生物膜法作为一种高效的废水处理工艺已获得到了广泛的工程应用.生物膜的形成、结构及其动力学特性对废水处理效果至关重要.本文综述了生物膜的形成过程及其动力学模型的研究进展,阐述了最近十几年来实验研究中的新发现和新方法,最后展... 生物膜法作为一种高效的废水处理工艺已获得到了广泛的工程应用.生物膜的形成、结构及其动力学特性对废水处理效果至关重要.本文综述了生物膜的形成过程及其动力学模型的研究进展,阐述了最近十几年来实验研究中的新发现和新方法,最后展望了将来的研究方向. 展开更多
关键词 生物膜 动力学 反应-扩散模型 元胞自动机 分形 动力学模型 生物膜法 展望 废水处理工艺 现状
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基于骨骼重建机理的连续体结构仿生拓扑优化方法 被引量:8
12
作者 开依沙尔.热合曼 买买提明.艾尼 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期340-346,共7页
骨重建是一种持续进行的新骨替代旧骨的过程,它通过具有骨吸收能力的破骨细胞和具有骨成形能力的成骨细胞来实现。在陆地脊椎动物中这两种细胞活动是严格平衡的,并且骨的拓扑形状是适应局部力学环境的。本文以Turing反应-扩散模型为基础... 骨重建是一种持续进行的新骨替代旧骨的过程,它通过具有骨吸收能力的破骨细胞和具有骨成形能力的成骨细胞来实现。在陆地脊椎动物中这两种细胞活动是严格平衡的,并且骨的拓扑形状是适应局部力学环境的。本文以Turing反应-扩散模型为基础,通过骨成形与骨吸收机理耦合建立了骨重建模型。该模型通过有限元方法和像素单元的添加和删除准则提出了连续体结构仿生拓扑优化计算方法,该方法将结构看成生长的骨骼,将寻找最优拓扑的过程比拟为骨骼的重建过程,应变能密度的均匀分布作为优化准则更新材料分布,直至达到一个平衡状态,并由此获得最优拓扑结构。最后通过典型的算例验证了所提方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 连续体结构 仿生拓扑优化 骨骼重建 Turing反应-扩散模型 有限元方法
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合成生物学在探索生物图案形成基本原理中的应用与展望 被引量:1
13
作者 周楠 夏婷颖 黄建东 《合成生物学》 2020年第4期470-480,共11页
自然界中不同生物图案形成的背后是否存在普遍规律,是生物学最基本的科学问题之一。然而,生物系统的复杂性给归纳、理解和验证潜在的普遍规律带来了极大挑战。合成生物学采用自下而上的工程策略,利用功能明确的基因元件构建定量可控的... 自然界中不同生物图案形成的背后是否存在普遍规律,是生物学最基本的科学问题之一。然而,生物系统的复杂性给归纳、理解和验证潜在的普遍规律带来了极大挑战。合成生物学采用自下而上的工程策略,利用功能明确的基因元件构建定量可控的合成体系,为解析生物图案形成的基本原理带来了新的契机。本文围绕合成生物学在生物图案形成研究中的应用,重点阐述了利用合成生物系统验证成形素浓度梯度模型和反应-扩散模型等现有生物图案形成理论的研究进展,并总结了合成生物学在探索生物图案尺寸调控、周期性生物图案形成和多细胞结构产生新机制中的重要贡献。最后提出对合成系统的研究与发育生物学的进一步交互有望拓展对自然生物图案形成的认知,并指出合成生物图案今后在生物材料制造、再生医学和组织工程等领域的应用价值和前景。 展开更多
关键词 生物图案 合成生物学 成形素 成形素浓度梯度模型 反应-扩散模型 合成系统 合成生物图案
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基于40nm CMOS工艺电路的NBTI退化表征方法 被引量:3
14
作者 卿健 王燕玲 +3 位作者 李小进 石艳玲 陈寿面 胡少坚 《半导体技术》 CAS 北大核心 2019年第4期302-306,共5页
负偏压温度不稳定性(NBTI)退化是制约纳米级集成电路性能及寿命的主导因素之一,基于40 nm CMOS工艺对NBTI模型、模型提参及可靠性仿真展开研究。首先对不同应力条件下PMOS晶体管NBTI退化特性进行测试、建模及模型参数提取,然后建立了基... 负偏压温度不稳定性(NBTI)退化是制约纳米级集成电路性能及寿命的主导因素之一,基于40 nm CMOS工艺对NBTI模型、模型提参及可靠性仿真展开研究。首先对不同应力条件下PMOS晶体管NBTI退化特性进行测试、建模及模型参数提取,然后建立了基于NBTI效应的VerilogA等效受控电压源,并嵌入Spectre^(TM)仿真库中,并将此受控电压源引入反相器及环形振荡器模块电路中进行可靠性仿真分析,可有效反映NBTI退化对电路性能的影响。提出了一套完整可行的电路NBTI可靠性预测方法,包括NBTI模型、模型参数提取、VerilogA可靠性模型描述以及电路级可靠性仿真分析,可为纳米级高性能、高可靠性集成电路设计提供有效参考。 展开更多
关键词 负偏压温度不稳定性(NBTI) 模型提参 可靠性仿真 VerilogA 反应-扩散(RD)模型
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基于wolf法则的连续体结构仿生拓扑优化方法
15
作者 开依沙尔.热合曼 热合买提江.依明江 +1 位作者 艾孜海尔.哈力克 买买提明.艾尼 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第9期198-200,204,共4页
基于生物力学中的Wolff法则指的是骨具有适应力学环境的功能,它将根据周围的力学环境调整自身的拓扑结构和形状,以最小的重量实现最优的结构和最大的强度。将基于反应扩散方程的骨骼重建模型通过有限元方法和像素单元的添加和删除准则... 基于生物力学中的Wolff法则指的是骨具有适应力学环境的功能,它将根据周围的力学环境调整自身的拓扑结构和形状,以最小的重量实现最优的结构和最大的强度。将基于反应扩散方程的骨骼重建模型通过有限元方法和像素单元的添加和删除准则对连续体结构拓扑优化设计提出了基于Wolff法则的仿生拓扑优化计算方法。对连续体结构拓扑优化中被广泛应用的短悬臂梁结构进行拓扑优化计算,以及其结果与其它几种拓扑优化方法进行比较,验证了文中方法的有效性。 展开更多
关键词 Wolff法则 反应-扩散模型 连续体结构 仿生拓扑优化
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