在每种情况下的模拟中,允许 2000-3000 次迭代(每种情况大约需要 5 个计算机小时)。大多数情况没有实现完全收敛(如 FLOVENT 所定义,场残差持续减少到总通量的 0.5% 以下),而是稳定在振荡残差中,无法通过进一步计算、改变松弛因子或其他计算选项来减少。这种振荡不同点的解决方案略有不同,主要是在涡流的位置,但发现流动的总体趋势相似。这种现象被解释为代表模拟的流动的不稳定性质,并被接受为这样,而不是代码或数据错误的迹象。个别案例在这些振荡的最小值附近停止。
使用多二甲基硅氧烷(PDMS)膜的透白化膜工艺将甲基乙基酮(MEK)从水中分离出来的实验研究。最初,使用汉森溶解性参数选择了几种聚合物,最终选择了聚二甲基硅氧烷。在这项研究中,使用了类似于聚二甲基硅氧烷的结构(商业上称为Silgard 184)的结构。通过分析(例如FTIR,NMR,SEM和水接触角度测量)来证实这一点,但是Elastosil®RT601 A/B的使用率为Silgard 184的三分之一。饲料是高度不理想的,并包含异质性的共同体。在200 MBAR的真空压力下,以浓度(5-15 wt%)和温度(40 - 60°C)进行了渗透实验。在40°C下为5 wt%的进料,总通量为1.0208 kg/m²·H,选择性为33。还评估了操作参数(例如进料浓度和温度)对选择性和通量的两个因素的影响。1-介绍
摘要 虽然在没有自由液体的情况下,通过极度干旱的表面交换的蒸汽会影响沙海的水平衡,但由于缺乏具有精细空间分辨率的精确仪器,其机制记录不多。为了纠正这个问题,我们报告了流动沙丘表面下方的体积密度分布和蒸汽质量分数的时空变化,这些变化是用对吸附在沙粒上的微小水膜敏感的多传感器电容探头获得的。我们还记录了 2 天内的风速和风向、环境温度和相对湿度、净辐射通量和地下温度分布。数据验证了蒸汽质量分数的非线性模型。与通过谷物传导的热量不同,蒸汽通过平流和扩散渗透到间隙孔隙空间。在比蒸发更长的时间尺度上,吸附膜与周围环境保持平衡并阻碍分子扩散。它们与地下温度的非线性耦合导致蒸汽分布出现拐点,而在更简单的扩散系统中则没有对应现象。当风在地形上引起细微的压力变化时,就会出现孔隙平流。在风沙输送期间,流沙会间歇性地使地表脱水,引发瞬时蒸汽波,其振幅在特征长度上呈指数衰减,这意味着吸附率受动力学限制的活化过程控制。最后,探测器产生与大气边界层的扩散和平流交换。在白天,它们的总通量小于预期,但几乎与地表和高空的蒸汽质量分数之差成正比。在夜间更稳定的分层下,或在风沙输送期间,这种关系不再成立。
I. 序言 新的太空技术和轨道商业机会催生了全球航天产业的指数级增长和快速变化。火箭发射、卫星再入和上级火箭将气体和气溶胶排放到从地球表面到低地球轨道的每一层大气层中。这些排放可能会影响气候、臭氧水平、中层云量、地面天文学以及热层/电离层成分。航天产业的增长速度令人印象深刻:发射和再入质量通量最近每三年翻一番(Lawrence 等人,2022 年)。根据行业预测,到 2040 年,太空活动将继续增加至少一个数量级(Ambrosio 和 Linares,2024 年)。大型低地球轨道 (LEO) 卫星星座正在改变航天产业,因此到 2040 年,计划中的系统每年将需要发射和处置超过 10,000 颗卫星到大气层中。到 2040 年,以液化天然气 (LNG) 燃料发动机为动力的重型运载火箭预计将成为发射活动的主导 (Dominguez 等人,2024)。航天工业向大气排放的范围和性质正在急剧增长和变化 (Shutler 等人,2022)。发射和再入气溶胶排放量估计表明,到 2040 年,许多计划中的大型低地球轨道星座将需要将发射吨位从目前的 3,500 tyr -1 增加到 30,000 tyr -1 以上 (Shutler 等人,2022)。火箭燃烧排放量将与有效载荷同步增加。蒸发空间碎片和废火箭级的再入排放量将从目前的每年 1,000 吨增加到每年 30,000 吨以上 (Shulz 和 Glassmeier 2021)。到 2040 年,全球发射和再入大气层颗粒物(黑碳和金属氧化物)排放到平流层的总通量将与自然陨石背景通量相当。这些估计不包括不确定但可能很重要的发射要求,例如 MEO(中地球轨道)和 GEO(地球静止赤道轨道)等轨道上的新太空系统或积极的月球或火星探索计划。发射和再入大气层排放量的上升是在人们对航天排放的成分和化学成分存在广泛知识缺口的情况下发生的。人们对大型液化天然气火箭的排放和影响知之甚少。最近发现,重返大气层的太空碎片中的金属已经存在于构成天然平流层硫酸盐层的 10% 颗粒中,这强调了迫切需要了解未来重返大气层数量级的增加将如何影响大气(Murphy 等人,2023 年)。显然,总体上缺乏评估未来航天排放影响所需的科学和工程模型、工具和数据。知识差距:为了应对这些日益增长的担忧,2021 年,Surendra P. 博士美国宇航局艾姆斯研究中心的 Sharma 组织并领导了一个多机构工作组(航空航天公司的 Martin Ross 博士、NOAA/CSL(美国国家海洋和大气管理局/化学科学实验室)的 Karen Rosenlof 博士、科罗拉多大学 NOAA CSL 化学与气候过程组的 Chris Maloney 教授、哥伦比亚大学的 Kostas Tsigaridis 以及 GISS/NASA(戈达德空间研究中心/美国国家航空航天局)的 Gavin Schmidt 博士),在美国宇航局内部资金(地球科学部)的支持下,分析了预测发射和再入排放全球影响的模型的有效性和可信度,以及可用于验证这些模型的数据。该小组确定了对该现象的基本科学理解方面的关键差距,包括建模技术和