建立与完善具有复杂空间形态的地下场源的全空间重磁异常与梯度张量的正演方法是重磁探勘理论与方法研究中的重要内容。本文采用3D约束Delaunay剖分方法逼近地下复杂形体场源,采用四面体体元或三角形面元作为建模基本单元,最大程度减小了有限、离散场源信息下的建模误差。同时在前人研究的基础上,推导完善了无解析奇异点的四面体体元或三角形面元多面体场源的全空间重磁异常与梯度张量的正演解析公式。本文同时给出了单元模型在球坐标系下的重磁异常与梯度张量的转换公式。使其可以直接应用于球面重磁异常的正演计算。为验证方法的有效性,本文应用Delaunay剖分方法对长方体模型进行剖分,然后正演计算其重磁异常并与Li and Chouteau所提出方法的计算结果进行对比,两者绝对差值小于10e-9(重力单位为mGal),从而验证了方法的正确性。同时本文还对基于四面体剖分的重磁数据反演技术进行了初步研究,完成了L2范数下的最小模型反演方法。该方法对于起伏地形数据反演与球面数据反演有着良好的适应性。
常压室温等离子体在生物技术、生物医药、材料科学等众多领域都有潜在的应用价值,而水溶液作为重要介质在等离子体的应用中扮演了特殊角色。但是,到目前为止,对于常压室温等离子体作用于水溶液的机理并不十分清楚。我们实验室将常压室温等离子体技术设备化,开发了ARTP(Atmospheric and Room Temperature Plasma)育种仪用于生物诱变育种,至今该设备已经成功应用于细菌、放线菌、真菌、酵母、微藻等四十余种微生物的诱变育种。本研究基于ARTP育种仪(常用工作气体为He),构建了用于模拟计算的等离子体作用于水溶液的反应体系,研究其作用机理。首先将反应体系划分成三个反应区:1)第一反应区,即等离子体本身;2)第二反应区,在该反应区等离子体射流中的活性粒子激发一系列反应,产生新的活性粒子,而自身失去活性,这一反应区包含了气相和液相两部分;3)第三反应区,即产生的新活性粒子与溶液中生物分子反应的主要区域。本研究工作主要集中于第二反应区的模拟计算。对于第一反应区,通过我们之前的研究和文献分析,发现在等离子体射流中,He*、He+、He*2、He+2和e-作为主要活性物质作用于第二反应区。而在第二反应区,研究了等离子体射流对于该反应区的影响;构建了气相和液相化学反应网络;通过气液传质模型,将气相反应网络和液相反应网络联系起来;最后通过零维动力学计算,研究了常温常压等离子体作用于空气以及在空气中作用于纯水后产生的可能对生物体系、生物分子有至关重要作用的活性物质的种类、变化规律以及在实验条件下可能的影响因素,模拟计算结果获得了实验的支持。本工作为进一步研究等离子体与生物体系、生物分子相互作用奠定了坚实基础。
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