本书分成五章。第一章是仿真，讲述环境工程过程的仿真即过程建模及求解的方法，并介绍活性污泥过程、二沉池二维流态等模型的建模和求解过程。第二章是过程控制，讲述反馈控制系统的控制规律及自动化仪表，并介绍污水处理主要设施的自动控制方法。第三章是动态分析，讲述如何导出过程的传递函数，以及如何利用传递函数对环境工程的过程动态进行定性和定量的分析。第四章是人工智能，重点介绍神经网络、专家系统和模糊控制的理论及在环境工程仿真与控制中的应用。第五章是复杂控制系统，介绍串级、分程、比值、前馈、选择性和非线性控制系统，以及在环境工程过程控制中的应用

为了研究热轧铝/镁复合板结合强度的变化规律，本文综合考虑压下率、轧制温度和轧制速度等多种轧制参数，单道次热轧制备了7075 Al/AZ31B Mg复合板。结果表明：在复合板轧制过程中由于热和强变形作用组织发生了动态再结晶，且增大轧制速度有助于镁基体产生完全动态再结晶。在相同轧制温度下，铝镁复合板结合强度均随压下率增加先升高后降低；强度升高是由于界面元素扩散宽度的增大和镁合金近界面晶粒组织的细化所致，强度降低是由于大变形导致镁基体近界面处产生裂缝，以及塑性功产生热量过多使得镁基体温度升高导致的镁侧晶粒长大所致。对复合板进行拉剪实验，铝镁结合界面剪切强度较低时，断裂发生在复合界面处且成脆性断裂特征，强度较高时断口形貌呈韧性断裂特征，断裂发生在镁基体侧

水力压裂过程中支撑剂的注入是为了防止地应力将已压裂出的裂缝重新闭合。为了研究复杂裂缝网络中支撑剂的运移分布规律，及支撑剂非均匀分布对开采动态规律的影响，基于作者之前提出的数个数学模型，建立了致密储层压裂注砂开发耦合计算模型。通过计算结果可以得知：裂缝网络中，支撑剂会在裂缝交汇处大量堆积，砂堤高度高于缝网其他部分。次级裂缝中的支撑剂更多的处于悬浮状态，且支撑剂沉降堆积高度相较于主裂缝小25%～50%，相互沟通的次级缝具有更高的支撑剂沉降程度。缝网中支撑剂非均匀分布对模拟计算结果具有较大影响，当储层渗透率为0.05 mD时，忽略支撑剂非均匀分布计算出的产量高出实际值41.7%，因此在进行低渗透率储层模拟时，支撑剂非均匀分布状态不可忽略；当基质渗透率为5 mD时，产量计算差异在5%以内，此时不考虑支撑剂非均匀分布相对合理

运用弹性薄板理论对急斜煤层水平分段放顶煤开采基本顶岩层进行拉应力分析,得出了顶板破断的判别准则.依据判别准则实例验证了分段开采后暴露岩板所受荷载只是整个上覆岩层中的一部分,指出上覆层中存在卸载拱结构,正是结构体的存在承担了大部分上覆岩层荷载,直接影响了开采过程的矿压显现.通过对卸载拱影响因素的研究,指出卸载拱是顶板岩层中的一种动态扩展结构,当原有的拱式平衡被打破,拱结构朝顶板侧上移,并达到一种新的平衡态,因此其范围是不断扩展的一个\平衡-失稳-再平衡-再失稳\的动态扩展过程,也是造成工作面矿压显现的原因

一、名词术语解释(共20分): 一、地下径流模数;上层滞水;持水度;阳离子交替吸附作用;矿水。 二、试论述岩溶发育的基本条件。(15分) 三、如图为典型的洪积扇水文地质剖面示意图,请论述图中钻孔A、B、C、D处的地下水动态特征,并用地下水动态过程线表示。(20分) 四、某一供水水源地开采潜水,由于过量开采,水位大幅度持续下降,原来的一部 分含水层变为包气带,这一部分包气带中含有黄铁矿。结果潜水化学成分也有明显变化:PH值从7.5降到5.0,SO42从20mg/L升至85mg/L,总铁也从0.1mg/L升至2mg/L。请阐述这种变化的原因。(20分)

为研究不同含水状态岩石的动态损伤特性，制备干燥、半饱和、饱和3种不同含水状态的砂岩试样.采用分离式霍普金森压杆（SHPB），以4种不同的低入射能对岩石进行损伤冲击试验.通过核磁共振测试实验对岩石试样进行孔隙扫描，获取岩石孔隙的T2谱曲线、孔隙度以及孔隙成像等数据.通过试验发现：（1）冲击能量的增加导致岩石的平均应变率和强度的增大；（2）不同含水状态的岩石受到冲击后，孔隙度与孔隙度变化率均有不同程度的增加；（3）与冲击前相比，岩石的T2谱曲线有明显右移趋势，同时出现谱峰增加的现象，而且冲击能量越大，孔隙谱峰增加越明显；（4）核磁共振成像显示岩石孔隙数量和尺寸有明显的增加，展现出岩石内部孔隙扩展和演化的过程

从安钢电极控制的实际应用出发,应用数据挖掘技术建立了电极预测模型并应用于电极控制系统的参数整定.首先介绍了建立电极预测模型的数据挖掘过程;然后在数据挖掘算法中提出了一种新的变结构遗传Elman网络方法,该算法用改进的混合遗传算法对网络结构和权值及自反馈增益同步动态寻优.将基于BP算法的Elman网络和本文提出的变结构遗传Elman网络都应用于安钢交流电弧炉的电极预测模型中进行比较.通过基于安钢现场数据的计算机仿真实验表明:采用变结构遗传Elman网络的数据挖掘算法比BP算法具有更好的动态性能、更快的逼近速度和更高的精度.在此基础上,把建立的模型应用于安钢电极控制系统的参数整定,取得了良好的控制效果

研究了低碳钢过冷奥氏体在760℃,形变速率为l s-1和10 s-1变形时组织演变规律.结果表明,形变速率为1 s-1时真应力-应变曲线双峰特征为形变强化相变和铁索体动态再结晶的表征,相变形核集中在铁素体/奥氏体相界前沿奥氏体高畸变区,晶粒长大在时间和空间上受到限制,细化能力较高;形变速率提高到10 s-1时,相变动力学提前,曲线只表现为形变强化相变的单峰特征,相变形核除了在上述铁素体/奥氏体相界前沿奥氏体高畸变区,还分布到奥氏体晶内各处,晶粒间约束有所减小,尺寸稍大.通过形变强化相变和铁素体动态再结晶可以获得平均晶粒尺寸为(1.98±1.07)μm和(2.33±1.01)μm(10 s-1)左右的微细铁素体晶粒

利用直流电铸法制备纯镍药型罩,对其爆炸变形前后的微观组织和织构进行对比观察,探讨电铸镍药型罩爆炸变形后侵彻体的高速变形行为.结果表明,电铸镍药型罩的晶粒形态由变形前的柱状晶转变为等轴晶,变形前存在的微观织构消失.侵彻体在高速变形过程中经历的是绝热变形过程.侵彻体与靶体的相互作用促使射流发生融化,并与靶体熔融形成铁镍合金.熔融的铁镍合金与侵彻体后续跟进的杵体发生接触,在杵体外部边缘部位凝固,生成复合组织.杵体在整个变形过程中经历了典型的动态回复和动态再结晶过程

在初始泥层高75 cm和耙架转速为0、0.1、1和10 r·min?1条件，以及耙架转速为0.1 r·min?1和初始泥层高度为75、45和25 cm条件下，采用FBRM和PVM实时在线监测技术，对动态浓密系统泥层脱水过程絮团结构演化进行原位连续观测，获得了泥层脱水过程中，絮团直径、数量分布特征和实时图像。研究结果表明，尾矿浓密过程中絮团直径和数量随剪切时间延长呈现先增长后降低，再保持稳定的状态。根据絮团直径变化程度，将絮团密实化过程分为絮团生长期、絮团重构期和絮团破碎期3个阶段。在剪切速率0.1 r·min?1和初始泥层高度75 cm实验条件下，有利于絮团生长和絮团快速破裂重构，并提高絮团密实化程度，但过高的剪切速率作用对絮团结构影响程度下降。剪切速率的增加造成絮团平均直径减小，同时絮团平均直径减小的速率上升。随着初始泥层高度增大，絮团生长阶段时间更长，絮团直径峰值更大，重构期较长，絮团平均直径随初始泥层高度增加而增大。尾矿絮团分形维数可以反映絮团结构变化特征，结合PVM图像的分形维数和孔隙率计算，分析了剪切破坏力与絮团凝聚力存在的相互平衡关系，基于这种动态平衡对絮团破裂程度的影响，研究了尾矿浓密过程中的絮团密实化规律