DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 误差估计 为了分析多尺度配置法离散后的近似解误差估计，给出下面的假设 [ 4 ] 。 (H3) 对某些正常数 ，存在正常数 ，使得 为了得到误差估计，先给出引理。 引理4.1. [ 4 ] 假设条件(H1)、(H3)成立，则存在常数 ，使得对任意的 ， (4.1) 其中 。 定理4.2. 假设条件(H1)、(H3)成立，且离散层 满足不等式 (4.2) 则算子 可逆且， 。 证明：由条件(H1)得 ，以及(4.1)和(4.2)推得 又因为 所以 可逆且 接下来估计误差 。由式(2.6)和(3.3)可知， 其中 令 类似于文献 [ 9 ] ，有以下关系 其中 。 定理4.3. 若 ，条件(H1)-(H3)和式(2.4)成立，迭代步 满足 ， 离散层 满足 (4.3) 则 其中 。 证明：将 变形为 ， 其中， 由不等式(2.7)、(4.1)与(4.3)，得 以及 ，得 由 以及不等式(4.1)，(4.3)条件(H3)，得 其中 。因此， ， 其中 。类似有 同理，有 于是， 由 ，推得 。于是 其中 。记 根据式(4.1)以及式(4.3)和条件(H3)，得 于是， 定理4.4. 若 ，条件(H1)-(H3)成立，则 (4.4) 其中 。 证明：显然有 由定理4.3，推得 以及不等式(2.9)，得 根据定理4.4，得到下面的先验参数选择策略。 定理4.5. 若条件(H1)-(H3)和式(2.4)，(4.2)成立，取 ，则 (4.5) 证明：根据定理 4.4 和 ， 显然成立。
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user: 5. 自适应参数选择 这一节，给出迭代停止准则。根据上述分析可知，存在两个恒大于零的递减函数 和 ，使得 (5.1) 其中 是满足不等式 的最大正整数。这个结果表明，当 时(最优参数 不一定是正整数) 事实上，先验参数 很难实现。在实际应用中，通常给出正则化参数 的有限集合 其中 是某个正整数， 表示正整数集。集合 中的最佳参数记为 其中 如果函数 是未知的，那么上述的参数选择也是不可行的。对集合 做进一步的分析，对任意的 ， ，有 因此，用下面的集合 替代 ，并选择 作为 的近似值。 定理5.1. [ 10 ] 假设式(5.1)成立。若 ，且存在常数 使得函数 满足 (5.2) 则 (5.3) 根据文献 [ 10 ] ，给出如下自适应参数选择方法。 算法5.2. (自适应参数算法) 1) 给出初值： ； 2) 确定离散层 ：满足 3) 取满足 的最大整数； 4) 对于 ，做如下迭代： a) 计算 ，满足下式： b) 取 。 定理5.3. 如果条件(H1)~(H3)成立， 是依据算法5.2选择，则 证明：证明 满足定理5.1的所有条件。由定理4.4可知， 取 ， ， ，则对任意的 ， 于是， 。这样就证明满足定理 5.1 的所有条件，故有
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user: 6. 数值算例 为了说明方法的有效性及理论结果的合理性，给出下面的数值实验结果。考虑下面的第一类积分方程 其中和为 [ 8 ] 为了检验数值结果，先给出右端精确函数 以及方程 的唯一精确解： 。且 (见 [ 8 ] )，此时 。根据文献 [ 8 ] 引理1.2.7和1.2.8可知，上述的积分算子满足条件(H1)，即 为了说明在扰动的情况下，算法的有效性。假设右端扰动项 ，其中 且 ，其中 。取 ， 。 下面介绍有限维空间 和配置泛函空间 的构造。假设 分解如下： 其中 是 上的分段线性多项式空间，对于 ， 是空间 在空间 中的正交补空间。现在给出在空间 满足条件的一组基底，并构造出空间 中相应的基底，则空间 的基底可以通过递归公式构造。选择空间 的一组基底为 空间 中相应的基底为 相应的递推公式为： 当 时， ， 是 上的分段线性函数空间，节点为： ， 。对应的配置泛函空间 有如下分解： .对应的取 ，其中 ， 相应的有 ，其中 于是， 可以相应的得到. 有兴趣的读者可以参考文献 [ 3 ] 。在快速多尺度配置法下，得到了后验参数选择策略下的结果，见表1。由此可以看出算法是有效的。 Table 1 Adaptive error estimatio 1 8 3 0.00918 2.0537 3 7 3 0.01048 1.3540 7 6 3 0.01326 1.1214 表1. 自适应误差估计
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user: 摘 要 本文借助基本解方法通过MATLAB编程实现了二维不规则区域上Laplace方程的无网格数值求解，数值实验的结果表明了该方法的可行性和精确性。 关键词 :不规则区域，Laplace方程，基本解方法，无网格方法 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 众所周知，Laplace方程 [ 1 ] (又称调和方程) 是最典型的椭圆型偏微分方程之一，它具有广泛的应用背景，例如静电学中的电势及牛顿万有引力理论中的引力势均满足该方程。传统上人们认为有限元法擅长计算复杂区域上椭圆型偏微分方程的适定问题 [ 2 ] ，但有限元法计算步骤较为复杂和抽象。与网格方法相比，无网格方法的最大优点是它不依赖于求解区域的网格划分，从而有效避免了网格划分所需要的巨大而繁重的工作量，特别是当数值求解过程中求解区域和边界条件随时间而变动时，无网格方法则具有传统网格方法无法比拟的优势 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] 。鉴于以上分析，本文考虑二维不规则区域上Laplace方程的无网格方法。 首先利用Laplace算子的基本解作为基函数构造近似解，进而通过配置法利用边界条件得到数值解，数值实验的结果表明了此方法的可行性和精确性。
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user: 2. 基本解方法 基本解方法是一种数值求解椭圆型方程边值问题的边界型方法，它用微分算子的基本解的线性组合来逼近问题的解。由于基本解满足偏微分方程，只须考虑边界条件，因此属于边界型方法 [ 8 ] 。 考虑边值问题 其中 是微分算子， 是边界条件算子， 是已知函数， 是求解区域 的边界。 假设 是微分算子 的基本解，则基本解方法的步骤可以简述如下： 1) 选取中心点 ，其中 是包含求解区域 的封闭曲面(线)； 2) 构造 用于近似原问题的解 ； 3) 选择边界点 ，并令 特别地，当 为线性算子时，有 4) 求解上述方程组得到数值解。
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user: 3. Laplace方程的基本解无网格方法 当微分算子 时，考虑二维Laplace方程的Dirichlet边值问题 由文献 [ 9 ] 知微分算子 的基本解是 其中 。 此时，为求数值解 ，只须求解线性方程组 其中 。 附录中给出了具体的MATLAB求解程序。
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user: 4. 数值实验 考虑二维不规则区域上Laplace方程的边值问题 其中 。求解区域的边界 是由一个大椭圆和两个小圆组成。该问题的真解是 。 为衡量数值解的精度，定义最大绝对误差如下 实验过程中，中心点的选择采用如下两种方案 方案I：在外边界(大椭圆)外部选择中心点如图1所示； 方案II：在内边界(两个小圆)的内部和外边界(大椭圆)外部分别选择中心点如图2所示。 为了考察中心点个数对数值解精度的影响，表1和表2分别列出了两种方案下不同中心点个数对应的最大绝对误差，从表中数据可以看出随着中心点个数的增加，数值解精度在不断提高，并且方案I的精度明显优于方案II。 图1. 标方案I的选点、数值解及误差情况 图2. 标方案II的选点、数值解及误差情况 Table 1 Comparison of ABE for scheme 中心点个数 ABE 8 0.0589 16 1.1669e−04 32 1.4130e−08 64 2.4838e−11 128 1.5969e−12 表1. 方案I的最大绝对误差比较 Table 2 Comparison of ABE for scheme I 中心点个数 ABE 8 0.6957 16 0.0905 32 4.2826e−04 64 1.5146e−07 128 8.8548e−12 表2. 方案II的最大绝对误差比较
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user: 5. 结论 通过本文结果可以知道，对于不规则区域上椭圆型偏微分方程的边值问题，采用基本解方法求解是方便可行的，同时启示我们构造高精度的无网格方法是值得研究的。
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user: 摘 要 本文简要介绍了相互作用暗能量模型研究的最新进展。首先介绍了几种目前比较流行的相互作用暗能量模型，接着详细分析了国内外在该领域的研究现状及发展动态。其中，针对大尺度不稳定性问题，本文着重强调了用来处理相互作用暗能量宇宙学扰动的参数化后弗里德曼(parametrized post-Friedmann，简称PPF)方法。研究表明该方法能够成功地在相互作用暗能量模型全部参数空间中消除其大尺度不稳定性问题。 关键词 :相互作用暗能量，观测限制，大尺度不稳定性，参数化后弗里德曼方法 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 宇宙学是目前研究最为活跃也是最吸引公众兴趣的研究方向之一。近年来，高速发展的空间探测技术以及不断进步的天文观测手段使人们能够以前所未有的高精度去探测宇宙深处的奥秘，这一切也随之将我们带入了“精确宇宙学”的时代。尽管目前的科学研究已经取得了许多重大进展，人们对宇宙演化的基本规律也获得了初步的认知，但仍然有许多未知的领域需要我们进一步深入地探索。例如，我们所熟知的普通原子物质(重子物质)仅占宇宙总能量的4.5%左右，而余下约95%的部分则是人们尚未完全知晓的暗物质和暗能量。可见，在探索宇宙的征途上，人类仍旧任重而道远。当前，大量关于暗物质与暗能量的科研工作方兴未艾，一批批执着的科研工作者们正在努力揭开它们神秘的面纱。 如果把21世纪的现代物理学和天文学比作“晴朗天空”，暗物质和暗能量已然成为了现代物理科学中两朵新的“乌云”。值得一提的是，这两类新的物理概念的提出恰恰源自于人们对宇宙中物质的引力效应的最初观测。在上世纪30年代，瑞士天文学家Zwicky在研究Coma星系团的成员星系运动时发现，这些星系的运动速度异常的高，甚至远远超过了星系团内可见物质质量所能束缚物体的最大速度。也就是说如果没有数量庞大的看不见的物质存在，根据牛顿引力理论，星系团外侧的物质将因过大离心力而脱离星系。因此人们大胆推测，宇宙中应该存在着大量不发光的“暗物质”。此外，也有很多疑似信号表明这类物质正以一种新的粒子形态存在于我们的宇宙当中，并在宇宙早期大尺度结构形成的过程中发挥了不可或缺的作用。时间到了上世纪90年代，随着科学观测手段的不断进步，人们发展出了一套利用Ia型超新星作为宇宙“标准烛光”来测量遥远星系距离的方法，从而为人类在大尺度上研究宇宙的膨胀历史提供了新的技术支持。然而出人意料的是，在1998年，国际上两个实验团队通过对Ia型超新星的观测几乎同时得出了一致的结论：宇宙正在加速膨胀！这一颠覆性的结论也被誉为20世纪自然科学最伟大的发现之一。通常观点认为，在一个以物质为主导的宇宙中，我们所熟悉的重子物质、辐射甚至暗物质都具有非负压强，因此只能产生吸引力，致使宇宙的膨胀减速。这也间接告诉我们，若要得到一个加速膨胀的宇宙，就必须引入一种能够产生“斥力”作用的负压强的物质。为了同暗物质相区分，人们将这种看不见的、具有负压强的能量组分称为“暗能量”。 然而，对于暗物质与暗能量的基本性质，人类截至目前的所有认识都仅仅是通过其各自的引力效应而间接探测到的。事实上，自然界的物质之间是普遍存在相互作用的，因此我们并不能忽略暗物质与暗能量之间存在相互作用的可能。况且从粒子物理的角度考虑，如果单纯地认为暗物质与暗能量之间完全孤立而不存在相互作用反而显得很不正常。因此，为了不失一般性，人们很自然地提出一种假设：除引力效应之外，暗物质与暗能量之间还存在某种非引力耦合的相互作用 [ 1 ] 。在宇宙学领域，人们通常将这种包含暗物质与暗能量之间相互作用的宇宙学模型统称为相互作用暗能量模型。除此之外，考虑暗物质与暗能量之间的相互作用还有很现实的理论意义。首先，对暗物质与暗能量之间相互作用的引入能够帮助我们缓解抑或解决宇宙学当中的一些理论问题，譬如宇宙巧合性问题 [ 2 ] ，幽灵暗能量所导致的宇宙“大撕裂”问题 [ 3 ] ，古老类星体所引发的宇宙年龄问题 [ 4 ] 等。其次，在对宇宙学扰动问题的研究中，如果考虑暗物质与暗能量之间的相互作用，会使得暗能量在暗物质的结团以及运动的过程中施加一个除引力之外的作用，这也将会对宇宙大尺度结构的增长和形成产生一系列深远的影响。总之，研究暗物质与暗能量之间的相互作用将极大地促进我们对于二者物理本质乃至整个宇宙演化规律的深入理解。
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user: 2. 几种重要的相互作用暗能量模型 由于暗能量与暗物质性质的未知性，人们对二者之间相互作用的认识仍然仅仅停留在一些概念和唯象的层面上。因此，对于暗能量与暗物质之间的相互作用，绝大多数研究工作主要通过以下两种方式来进行处理：一种是引入一些能够描述相互作用的标量场，另一种则是采用唯象描述的方法。基于此，我们将目前文献中研究较多的相互作用作用暗能量模型大体分为以下两类： 第一类是耦合标量场模型，也是研究最早最深入的一类模型 [ 2 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 。在暗能量的研究中，标量场暗能量模型一直以来都具有极大的吸引力，其主要原因在于它可以为解决(至少是缓解)宇宙巧合性问题。在这一类模型中，最为典型的当属耦合精质(Quintessence)模型，它为我们描绘了一个关于变质量粒子(Variable-mass Particle， VAMP)的图景，即精质场与冷暗物质粒子之间的耦合(相互作用)将迫使暗物质粒子的质量在宇宙演化的过程中发生改变，且这种改变将由整个耦合场系统的动力学所决定。此外，在该模型中，存在两种情况使得场系统存在吸引子解，即指数形式 [ 2 ] [ 8 ] 与幂律形式 [ 5 ] [ 9 ] 。在指数形式中，人们假设暗物质粒子的质量指数地依赖暗能量标量场变化，且标量场也具有指数势。同样，所谓幂律形式就是指暗物质粒子的质量幂律地依赖暗能量精质场，同时精质标量场的势也是幂律型的。在这两种情形中，暗能量与暗物质之间的相互作用通过改变暗物质粒子的质量使得系统在宇宙演化的晚期进入稳定的吸引子阶段，从而使暗能量与暗物质的能量密度之比成为一个常数项 [ 8 ] [ 9 ] 。因此从某种意义上讲，这种精质暗能量场与暗物质的耦合也为宇宙巧合性问题提供了一种积极而有效的解决方案 [ 5 ] - [ 12 ] 。另外，最新的Planck 2015报告的结果也提到了相互作用的耦合精质模型，详细介绍请参见文献 [ 13 ] 。当然，除了精质暗能量，幽灵(Phantom)暗能量与冷暗物质的相互作用模型也属于耦合标量场模型的一种。我们知道，在没有Phantom与物质相互作用时，Phantom的能量密度会随着宇宙的膨胀而增大，在未来的某一时刻将导致宇宙“大撕裂”的出现。然而，如果我们对其与物质之间的相互作用加以考虑，Phantom暗能量会在宇宙演化的过程中逐渐衰变成暗物质，进而使得暗能量和暗物质逐渐达到某种平衡状态。此时，Phantom与物质将以相同的形式衰减，进而得到一个标度(Scalling)解，这样既可以缓解宇宙巧合性问题又避免了宇宙大撕裂的命运 [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] 。此外，在大多数标量场暗能量模型中，除了像精质(Quintessence)模型和幽灵(Phantom)模型这样依靠势能的建立来引起宇宙后期加速膨胀的机制外，还有一类模型可以通过修改标量场的动能项来建立这样的机制。K-essence模型就具有这样一种非正则动能项的标量场。因此，一种考虑K-essence与物质相互作用的模型自然也属于耦合标量场模型，具体相关介绍请参考文献 [ 18 ] 。 第二类是唯象模型。由于我们目前对于暗能量和暗物质的微观本质还知之甚少，因此从理论角度出发来计算出一个十分明确的相互作用项(通常记为Q)仍显得十分困难。现阶段我们只能通过唯象描述的方法构造一些合理的相互作用项，然后再以此为基础做进一步的理论分析和观测验证。当前，最流行且研究最广泛的相互作用唯象模型主要分为三大类，即分别假定Q正比于暗能量密度，Q正比于暗物质密度以及Q正比于暗能量和暗物质的密度和。其中，每大类又可以细分为正比于哈勃膨胀率和与哈勃膨胀率无关的两种模型。在形式上，由于一个包含哈勃膨胀率的相互作用模型的暗能量密度及暗物质密度能够被解析求解，因而在文献中被更多地研究讨论。但也有一些学者认为，暗能量与暗物质之间的相互作用考察的是一种微观物理过程，而哈勃膨胀率则是一种描述宇宙整体膨胀属性的宏观物理量，因此他们主张相互作用形式不应该包含宇宙的哈勃膨胀率 [ 19 ] 。然而，无论是与哈勃膨胀率成正比还是与宇宙各暗流密度成正比的相互作用形式，它们建立的前提都是假设宇宙在高能标、高密度时具有非常大的相互作用强度。尽管这么做有一定的道理，但其得到的结果往往会因为过强的先验假设而带来严重的模型依赖问题。或许，我们更应该把研究的焦点转移到观测上来，让观测数据直接告诉我们相互作用是如何演化的，进而推断出它的确切形式。因此，对相互作用项进行参数化处理将是一种十分有效的方式。 为此，中科院理论物理研究所的蔡荣根等人 [ 20 ] [ 21 ] 利用观测数据对一段特定红移范围内的相互作用项进行了深入探讨。通过对相互作用项进行分段参数化处理，他们发现相互作用项Q会改变其正负号(但相互作用项的大小仍然与哈勃参数成正比)，这也意味着暗物质与暗能量之间的能量迁移方向会随着宇宙的演化而发生变化。随后，东北大学的宇宙学研究组在文献 [ 22 ] 中着重讨论了能量转移率Q随时间演化的特征，提出了一种能够随着宇宙演化而改变正负号的相互作用项，具体做法就是引入的参数b e 和b 0 分别代表相互作用在宇宙早期和宇宙晚期的值，用这两个参数将相互作用项Q(或无量纲耦合常数)进行直接参数化。然后利用观测数据来限制相互作用的演化，最后再根据重构出来的Q的演化历史为依据推测Q的唯象形式，进而构建相互作用暗能量的唯象模型。值得一提的是，在此模型中，我们并未考虑相互作用项正比于哈勃参数和暗流体密度的两类假设，而是仅仅利用实验观测的数据来重构相互作用项的演化历史，这也为正确写出Q的唯象表达式提供了充分的实验依据。
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user: 3. 相互作用暗能量的宇宙学观测效应及大尺度稳定性问题 上一节我们大致介绍了目前较流行的相互作用暗能量模型，在本节中，我们将主要介绍相互作用暗能量的宇宙学观测效应及大尺度不稳定性问题。 关于相互作用暗能量的宇宙学观测效应这一问题，一方面，从本质上讲，暗能量与暗物质之间的相互作用只是一种理论假设，该假设合理与否最终还需要我们用实验观测来验证；另一方面，到目前为止，人们已经提出了众多相互作用暗能量模型，到底哪一种模型最能反映二者间相互作用的真实物理过程，以及各模型中自由参数的大小是多少，这都需要借助观测数据来给出答案。随着科技的迅速发展，现代天文观测的意义不仅仅只是发现与探索，它们另一层更重要的意义就是对现有模型中众多自由参数进行观测限制，为理论提供更多有力的证据。在此，我们列举一些模型限制工作中常用的观测数据：Ia型超新星(SNeIa)、哈勃常数直接测量(H 0 )、重子声学振荡(BAO)等距离测量信息及宇宙微波背景辐射(CMB)、红移空间畸变(RSD)、弱引力透镜(WL)等结构增长测量信息。在此需要说明的是，对包括暗能量与暗物质相互作用在内的宇宙中主要物理过程进行观测拟合时，各物理过程中的自由参数会不可避免的存在着补偿效应，这将导致参数限制结果存在一定的关联和简并。因此，为了打破这种简并，同时也为了减小观测数据的不确定性等，许多研究工作选择联合多类观测数据进行限制。例如，在探究相互作用大小的研究工作中，起初人们只考虑了宇宙背景层次上相互作用暗能量的演化，在限制相互作用耦合参数时所使用的观测数据主要来源于宇宙距离信息测量，北京理工大学的韦浩等人在此方面做了大量的研究工作 [ 23 ] 。然而，由于相互作用暗能量与常规动力学暗能量模型在宇宙背景层次上是很难区分开的，人们总可以通过调节相互作用暗能量的参数大小来模拟出一个常规暗能量模型所给出的宇宙膨胀历史，因此仅仅使用距离信息来限制相互作用暗能量得到具有很强关联和简并的参数空间自然也就不难理解了。为了打破这种简并，就需考虑上文提到的宇宙大尺度结构增长测量信息。其中，红移空间畸变(RSD)恰好就是一种有效测量宇宙结构增长率的观测数据，并且在越来越多的参数限制工作中也发挥着重要的作用。大连理工大学的徐立新小组在此方面开展了许多相关工作 [ 24 ] [ 25 ] ，东北大学宇宙学研究组在此方面也做出了许多有价值的工作 [ 26 ] 。 近年来，在人们努力寻找相互作用暗能量观测效应的过程中，大量研究发现，从宇宙的膨胀历史诸如超新星的观测数据、微波背景辐射的相关数据及大尺度结构的数据等可以推断出确实存在着这种相互作用。而且，观测也对这种相互作用的强度给出了一定的宇宙学限制。此外，在星系团的演化中，也已经对暗物质与暗能量相互作用带来的信号进行了分析研究。与此同时，研究还认为暗物质和暗能量之间的相互作用不仅仅只改变宇宙的演化历史而且还影响宇宙结构的形成。这些影响体现在宇宙微波背景辐射各向异性角功率谱和宇宙大尺度结构物质功率谱中，如CMB温度各向异性角功率谱中声学峰的位置与幅度，晚期积分的Sachs-Wolfe (ISW)效应，大尺度结构物质功率谱的形状等，上海交通大学的王斌研究组在这一方面做出了很多重要研究成果 [ 27 ] [ 28 ] 。 正当相互作用暗能量的研究进入热潮之时，人们却发现该理论还存在着一些重大且亟待解决的理论问题。一般地，宇宙曲率扰动在超粒子视界应该是缓慢增长甚至停止增长而凝固在粒子世界之外的。但是，Väliviita等人于2008年在文献 [ 29 ] 中指出，当考虑暗物质与暗能量相互作用时，在特定形式的相互作用暗能量模型中，宇宙的曲率扰动在早期会出现快速增长而在大尺度上发散问题。为进一步验证该问题是否是所有相互作用暗能量模型的共性问题，何建华、王斌等对该问题曾做过全面系统的研究。结果表明这种扰动不稳定性发生在宇宙早期，并与相互作用的具体形式、宇宙早期暗能量密度的大小以及暗能量状态方程都密切相关。当相互作用正比于暗物质密度且当暗能量的状态方程大于−1时，早期宇宙将会出现大尺度不稳定性问题；而当相互作用正比于暗能量密度时，如果其参数满足一定条件，同样也会出现这样的不稳定性问题。这也说明大尺度不稳定性问题是相互作用暗能量模型的共性问题，是不能通过构造特殊模型的方法来消除的。由此可见，在相互作用暗能量模型的研究中，扰动的大尺度不稳定性问题显得尤为重要。研究发现，该问题主要源于暗能量压强扰动的计算方式。因为在标准的线性扰动理论中，为了使暗能量的声速的平方不为负值，人们通常将暗能量当作一个非绝热流体来处理，这样它的压强扰动就包含绝热压强扰动和非绝热压强扰动两部分。而暗能量的非绝热压强扰动是宇宙曲率扰动非绝热模式的来源。在暗能量与暗物质无相互作用时，暗能量非绝热压强带来的曲率扰动非绝热模式是随宇宙演化衰减的，因而不会带来任何问题。而一旦暗能量与暗物质发生相互作用，其相互作用将贡献一部分非绝热暗能量压强扰动，且在特定的参数取值下，该部分的非绝热压强扰动对宇宙曲率扰动的非绝热模式的演化起主导作用，使其由衰减模式变为快速增长模式，进而出现大尺度发散。值得一提的是，为了能够有效地解决这一问题，东北大学宇宙学研究组通过对该问题的深入分析，成功构建出一套通用且有效的、能够计算相互作用暗能量宇宙学扰动的理论方法，这一理论也被称作参数化的后弗里德曼(parametrized post-Friedmann，简称PPF)方法。该方法的核心，可以概括为在大尺度上通过引入暗能量的动量与宇宙中其他物质的动量的关系来完备暗能量扰动体系，而不再通过定义暗能量声速的方式来计算暗能量的压强扰动 [ 30 ] 。研究发现，在利用宇宙学观测数据限制相互作用暗能量模型的工作中，该方法可以成功消除相互作用暗能量模型在某些参数取值下的大尺度不稳定问题。在文献 [ 26 ] [ 31 ] ，他们选取了几种典型的相互作用暗能量模型为主要研究对象，利用PPF方法，首次得到这些模型在全部参数空间中的观测限制结果，分析表明，采用以往标准的线性扰动理论来处理相互作用暗能量模型的宇宙学扰动时，所得到的参数限制结果并不能正确地反映出各观测数据的偏好。此外，还有一些其他相关工作请参考文献 [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] 。以上这些工作不仅开辟了处理宇宙学扰动的新方向，也为进一步开展研究，取得突破性进展奠定了良好的基础。
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user: 4. 结论 在本文中，我们简要介绍了相互作用暗能量的最新研究进展。首先，介绍了几种目前比较流行的相互作用暗能量模型：耦合标量场模型和唯象模型。其次，对相互作用暗能量的宇宙学观测效应及大尺度稳定性的问题做了简要分析讨论。最后，针对大尺度不稳定性问题，文中主要介绍了东北大学课题组提出的参数化的后弗里德曼方法。相关研究表明该方法能够有效地计算相互作用暗能量的宇宙学扰动并在其全部参数空间中可成功地消除其大尺度不稳定性问题。到目前为止，相互作用暗能量研究正处于方兴未艾的阶段，还远远没有到宣称收获的时候，我们期待随着暗物质空间观测实验和地下探测实验取得重大进展以及暗能量探测计划和观测精度不断改进、提高，未来对相互作用暗能量这一重大前沿领域定能够获得跨越式发展。
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user: 摘 要 本文对石英物理提纯中铁、铝杂质的脱除方法和化学提纯的研究现状进行了综述。介绍了长石和石英的浮选分离机理，以及酸处理法中无机酸使用的优缺点。提出了无氟无酸浮选分离和微波或超声波辅助酸浸的研究方向。 关键词 :高纯石英砂，铁杂质，长石，浮选，酸处理法 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 高纯石英砂一般是指SiO 2 含量高于99.99%的石英砂，是制备集成电路和石英玻璃的主要原料，被广泛应用于航天、生物工程、电子、光纤和军工等高新技术领域，据海关统计2007年我国从美国进口的高纯石英砂高达3万吨 [ 1 ] 。随着全球光纤通讯和半导体工业的飞速发展，用于制备高纯石英砂的主要原料——天然水晶矿的资源逐渐趋向枯竭，国外从上世纪70年代便开始研究用石英矿代替水晶的技术。石英矿的提纯一般采用物理或化学方法，在工艺矿物学研究的基础上，进行选矿提纯试验研究和化学提纯试验研究以获取高纯石英砂产品。本文主要介绍石英矿制备高纯石英砂的选矿和化学提纯试验研究现状。
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user: 2. 石英选矿提纯研究现状 通过选矿方法对石英矿进行提纯是成本较低的粗提纯方法。石英矿中的主要杂质矿物为长石、云母、绿泥石、粘土矿物和含铁杂质等，而石英矿纯度的重要衡量标准是铁、铝的含量。因此，石英矿选矿提纯以除去矿石中的铁、铝杂质为主。 2.1. 石英中含铁矿物的选别 铁在石英矿中的存在形式一般有六种 [ 2 ] ：①以氧化铁薄膜形式附着于石英颗粒表面；②以微细粒状赋存于粘土或高岭土化的长石；③铁矿物(赤铁矿、磁铁矿、镜铁矿、钦铁矿等)或含铁矿物(云母、角闪石、石榴子石等)；④在石英颗粒内部呈浸染状或透镜状；⑤以固溶体状态存在于石英晶体内部；⑥破碎、磨矿过程会混入一定量的次生铁。对于不同赋存状态的铁杂质，采用不同形式的选矿方法如擦洗、重选、磁选、浮选和酸浸。 对于以氧化铁薄膜形式附着于石英颗粒表面的铁杂质，可以采用擦洗和酸洗的方法除去。擦洗分为机械擦洗和超声波擦洗，机械擦洗因设备简单、成本较低而被广泛用于生产实践。张成强 [ 3 ] 等用含陶瓷球的100L六角擦洗机对某河流冲积含粘土质石英砂矿进行擦洗——分级试验，结果表明，−0.1 mm粒级铁杂质的回收率高达96.87%，铁杂质主要分布在−0.1 mm粒级，机械擦洗除铁效果较好。 对于铁矿物、含铁矿物、易泥化的含铁粘土或长石以及碎磨时混入的次生铁，一般采用重选或磁选的方法去除。其中易泥化的含铁粘土或长石，一般用脱泥的方法去除，由于原矿中含铁长石或粘土的硬度低于石英，使得含铁长石或粘土较易泥化，铁杂质的品位随着粒度的减小而变大，因此，脱泥能有效地除去此类含铁矿物。对于密度较大的或有磁性的铁矿物和次生铁，可用溜槽或磁选机去除。 对于在石英颗粒内部呈浸染状或透镜状存在的铁杂质，一般用浮选的方法除去，而某些含铁的非目的矿物如云母、角闪石和电气石等，也可用浮选来除去。 对于以固溶体状态存在于石英晶体内部的铁杂质，首先需要将石英晶体打开，然后用酸浸的方法除去，酸浸会在酸处理法中详述。 2.2. 石英中含铝矿石的选别 铝杂质在石英矿中以云母、黏土和长石等含铝矿物的形式存在，对于黏土类矿物，一般采用脱泥的方法去除；对于长石类含铝矿石，因长石是石英晶体中的Si 4+ (s)被Al 3+ (s)取代后混入K + (s)、Na + (s)等金属阳离子而形成的架状硅酸盐类矿物，所以长石与石英的物理性质相近，重选和磁选很难将长石与石英分离，浮选是两者分离最有效的方法。长石和石英的浮选方法分为氢氟酸法和无氟浮选法两类。 2.2.1. 氢氟酸法 氢氟酸法是长石和石英分离的传统方法，也是技术较为成熟，应用较为广泛的技术，是在pH=2~3时，向矿浆中加入适量的HF和阳离子捕收剂将长石优先浮出，达到长石与石英浮选分离目的的方法。戴强等 [ 4 ] 认为HF可以通过增加长石表面的电负性来活化长石，因为HF对Si-O键的破坏，使长石表面的Al 3+ (s)暴露，形成活化中心，而溶液中形成的[SiF6]-2络离子与长石表面的Al 3+ (s)、Na + (s)和K + (s)生成稳定的络合物，使长石表面带负电，便于阳离子捕收剂附着于长石表面，从而优先浮出长石。 目前，氢氟酸法在工业应用上效果也较好，曾经是长石和石英分离的主要工艺，但因HF有剧毒性，对环境的危害较大，现在已较少或禁止使用了，改用无氟浮选工艺。 2.2.2. 无氟浮选法 无氟浮选法是为改变有氟法对环境严重的危害而发展的工艺，有碱性浮石英法、中性浮长石法和酸性浮长石法三种，酸性法因较为成熟而被广泛用于工业上。 (1) 酸性浮长石法 酸性浮长石法是在pH = 2~3左右，用阴阳离子混合捕收剂优先浮出长石的方法。该法是由日本学者片柳昭发明的 [ 5 ] ，K.H.拉奥等 [ 6 ] 通过动电电位、电导率，表面张力和浮选试验等手段，研究阴阳离子混合捕收剂在长石和石英浮选体系中的作用，结果表明，阴阳离子混合捕收剂形成的络合物较单一捕收剂表面活性更强，且混合捕收剂中阳离子捕收剂更多时，浮选的回收率更高，反之，浮选受到抑制。 酸性浮长石法是主要的长石和石英浮选分离方法，程强等 [ 7 ] 通过对河北某长石矿进行阳离子捕收剂和阴阳离子混合捕收剂浮选效果对比试验，研究结果表明，单独使用阳离子捕收剂时，长石的回收率仅为40.9%；而使用混合捕收剂，在十二胺与PS的比值为6时，钾元素的回收率高达82.15%。 (2) 中性浮长石法 中性浮长石法是在中性介质中，以六偏磷酸钠为抑制剂，以阴阳离子混合捕收剂优先浮选长石的方法。该法是由刘亚川于20世纪90年代提出的，刘亚川等 [ 8 ] 通过红外光谱分析其浮选机理发现，由于石英和长石的零电点相近，在中性介质中，十二胺捕收剂吸附在石英和长石表面的方式是相同的，主要是静电吸附，不存在化学吸附；浮选试验证实单一的阳离子捕收剂如胺类捕收剂对长石和石英并没有选择性，只能将长石和石英同时浮起，同时阴离子捕收剂如油酸根离子也可以在这两种矿物表面发生吸附，但是吸附方式却不尽相同。尽管石英表面荷负电，但是局部正电区会与油酸根离子发生并不稳定的静电吸附，在加入如六偏磷酸钠作为抑制剂时，会使石英表面的油酸根离子解吸，并吸附于石英表面使其亲水，阻止阳离子捕收剂如十二胺的吸附。而吸附于长石表面的阴离子捕收剂如油酸根离子较静电吸附多了化学吸附，因长石表面的Al 3+ (s)与油酸根离子反应形成油酸铝，六偏磷酸钠并不能将其解吸，且长石表面Al 3+ (s)的含量不高，化学吸附形成的油酸铝含量不多，长石的疏水性不够，并不利于长石的大量浮起，此时加入的阳离子捕收剂会被长石表面的油酸根离子吸附而使长石的可浮性优于被六偏磷酸钠抑制的石英，从而实现长石和石英浮选分离。 中性浮长石法自发明以来已有很多学者展开浮选试验研究，邱杨率等 [ 9 ] 在无氟无酸的中性条件下，对河南某地长石矿进行浮选试验，结果表明，在阴阳离子捕收剂之比为7，混合离子捕收剂的用量为3.84 kg/t，六偏磷酸钠作为抑制剂用量为720 g/t时，浮选得到K 2 O含量为14.68%，Al 2 O 3 含量为15.88%的长石精矿。 (3) 碱性浮石英法 碱性浮石英法是在pH = 11~12时，以碱土金属离子如Ca 2+ 、Na + 等作为活化剂，用烷基磺酸盐优先浮选出石英的方法。通过测试碱性浮长石体系中长石表面的ζ电位以及Ca 2+ 的吸附，表明长石受到抑制；在加入1-十二烷醇这种非离子表面活性剂时，石英回收率上升明显，通过测试表面张力分析其机理得出，表面活性剂在磺酸盐和金属阳离子形成的中性络合物半胶束吸附于石英表面过程中起到促进剂的作用，并在采用长链烷基磺酸时，起分散剂作用 [ 10 ] 。
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user: 3. 石英化学提纯研究现状 石英砂经磁选、浮选等常规选矿方法提纯后，石英砂精矿中SiO 2 的含量一般在99.95%左右，并不能满足高纯石英砂SiO 2 含量高于99.99%的要求，且常规选矿方法不能除去石英晶体中的Fe、Al等杂质，所以普通石英砂制备高纯石英砂必须用到化学方法。 化学提纯包括气态氯化氢处理法、盐处理法、酸处理法和碱处理法等，相较于常规选矿方法，存在成本高，操作复杂等缺点，但是超高纯石英砂的制备必须用到化学提纯。相对于其他提纯方法，酸处理法被认为是最成熟、有效的方法。 3.1. 酸处理法 酸处理法是利用石英不溶于绝大部分无机酸的特点，用一种酸或多种酸混合，在一定温度、溶解石英中的杂质，从而提纯石英砂的方法，其中各种稀酸如稀HCl、稀H 2 SO 4 、稀HNO 3 对Fe、Al杂质的除去效果明显，而较浓的H 2 SO 4 、王水和HF则可以去除Ti和Cr [ 11 ] 。 目前已有很多学者对利用酸处理法制备高纯石英砂进行试验研究。袁学友等 [ 12 ] ]=通过对安徽霍山地区脉石英矿采用煅烧—水萃—浮选—酸洗—乙醇—去离子水洗工艺制备高纯石英砂，其中酸洗采用质量分数为20%的H 2 SO 4 、18%的HCI、10%的HNO 3 和5%的HF混合酸，在固液比为50%，温度为50℃时搅拌浸出1 h。最终得到SiO 2 含量达99.99%以上，K、Na的含量低于1.5 g/t，Al的含量低于13 g/t，达到高纯石英砂质量标准。 3.2. 盐处理法 盐处理法是将适量的碱金属盐酸盐或硝酸盐混入石英砂中，在高温下煅烧，使石英砂中的Fe、Ti等杂质转化为可溶性的盐酸盐或硝酸盐，再通过水洗或酸洗来溶解含有Fe、Ti等杂质的盐类，从而达到提纯制备高纯石英砂的目的。 3.3. 其他化学提纯法 碱处理法和气态氯化氢处理法相对于酸处理法和盐处理法较少用到。碱处理法是利用NaOH和Na 2 CO 3 对石英的侵蚀作用使不溶性有价金属转化为可溶性钠盐，达到提纯的目的。但在碱性条件下石英也会部分溶解，从而消耗大量的碱。气态氯化氢处理法时利用高浓度C1 2 或HCl和O 2 混合气体，使石英晶体中的气液包裹体从颗粒内部扩散出去，并在高温下与C1 2 反应，生成可溶性的氯化物，便于水洗除去，从而达到提纯的目的。此法有利于去除石英砂中的气液包裹体，但存在对设备要求较高等缺点 [ 13 ] 。
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user: 4. 石英提纯研究新方向 在石英提纯试验中，学者主要从试验条件和试验药剂两个新方向展开研究。雷绍民 [ 7 ] 对经过三段反浮选提纯后的石英精矿进行热压浸出试验，结果表明，热压浸出技术对包裹于石英集合体中的长石、云母等具有明显的浸出作用，所得石英精矿中SiO 2 含量由99.984%提高到99.994%，金属元素的总去除率由41.75%提高到77.10%，达到高纯石英砂质量要求。杜飞虎等 [ 14 ] 通过对石英砂进行草酸除铁试验，结果表明，在反应温度为95℃、搅拌速度为500 r/min、超声功率为150 W、草酸浓度为4 g/L下反应30 min，石英砂中有75.4%的铁被浸出，与传统的搅拌方法相比浸出过程明显加快，浸出酸浓度显著降低，去除效率大大增加。张智臻等 [ 11 ] 通过对超声波处理过的石英砂进行H 3 PO 4 除铁试验研究，结果表明，H 3 PO 4 在较低溶度时，石英砂中铁的浸出率达77.1%，高于同浓度下H 2 SO 4 ，HCl甚至HF的30%~40%，同时浸出时间也相对较短，效率更高，工艺更简单，对目标产品腐蚀更小。
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user: 5. 结语 石英矿制备高纯石英砂以除去铁杂质和铝杂质为主。选矿提纯时铁杂质的除去方法主要是重选和磁选；铝杂质的除去主要是脱泥和浮选，其中长石和石英浮选分离经历了从有氟有酸到无氟无酸的发展过程，目前以酸性浮长石法在工业上的应用最为广泛、成熟，但这一工艺需在强酸下进行，操作不便且易腐蚀设备，因此无氟无酸法的工业应用将成为新的发展方向，其中阴阳离子捕收剂的选择则是研究的热点。化学提纯以酸处理法为主，多选用一种或多种无机酸，虽然对杂质的去除率较高，但存在价格昂贵，对设备要求较高，容易二次污染等缺点，而草酸具有环境友好，综合能力和还原能力强等特点，被认为是一种具有前景的新试剂，也有学者认为磷酸同样具有研究前景，但是两种酸在试验过程中都需要超声波或微波的辅助，且均处于实验室阶段。因此，超声波或微波的工业应用有待进一步的研究。
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user: 摘 要 在浅层地温能开发利用中，地层结构是地源热泵系统设计的重要依据。本文以北京某一区块为例，钻探8眼换热孔，钻探深度均为150 m，进行了地层岩性编录及测井，另搜集研究区深度48~160 m不等的27眼钻孔地层资料，基于解译的钻孔第四系浅层岩性地层资料，应用Schlumberger PETREL建模软件，建立了研究区三维岩性地层模型。该模型可直观反映研究区的地层结构，利用该三维模型综合分析研究区浅层地温能开发利用地质条件，为研究区地源热泵适宜性评价奠定了基础，为后续数值模拟提供了基础地质背景。 关键词 :浅层地温能，岩性地层，地质建模，地源热泵 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 浅层地温能是一种新型可再生能源，广泛存在于岩石、土壤、水源等许多介质中，位于地表200 m以内的恒温带内 [ 1 ] 。当前浅层地温能的主要开发利用方式有以地表水源为热源的水源热泵和以地表岩石、土壤介质为热源的土壤源热泵(地埋管地源热泵)。如果忽视应用场地的地质条件，将导致热泵应用区的资源浪费、热泵系统效率低下等问题 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 。北京地区地埋管地源热泵利用广泛，对地源热泵开发利用区地层开展研究是评价浅层地温能资源、了解地埋管换热性能、热泵系统运行特性与节能效果的重要手段。通过开展钻探、物探等手段可了解地层，但耗时费力，成本较高，且无法了解地层全貌 [ 5 ] [ 6 ] 。三维地质建模对于整个区域采用合理算法，是一种了解地层全貌的重要手段，为浅层地温能的开发利用提供了基础 [ 7 ] 。浅层地温能开发利用区多位于第四系地层内，北京地区第四系地层分布广泛且不均匀，由于古河道的摆动和迁移，各岩性间普遍存在沉积相变，人工交互难度大，研究工作不够深入 [ 8 ] 。浅层地温能首次在研究区内开发利用，区内钻探取芯孔揭露地层岩性结构，然而第四系三维地质模型尚未建立。本文对20 km 2 研究区内地层岩性进行了概化，应用建模软件建立了岩性地层模型，直观分析了研究区浅层地温能开发利用钻探可行性，为研究区浅层地温能开发利用钻探工作提供了可靠依据。
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user: 2. 建模数据准备工作 数据是地质建模中的重要数据资源，它可以非常准确地模拟出地质体的形态 [ 9 ] [ 10 ] 。三维地质建模所需数据来源一般分为三类： (1) 离散点数据 离散点数据是指断面离散点数据和地层面离散点数据，分别作为断面与地层面的离散点集合，通过数学插值决定断面和地层面的形态。 (2) 钻孔数据 钻孔数据实际上是离散点数据的一种情况，当工程比较简单或研究范围较小时，通过钻孔信息形成的离散数据经过克里金插值后导入软件进行建模，进而确定分层地层面。 (3) 修正数据 通过以上两种数据建立的初始模型有时会存在误差，这时需要对模型进行修改，修改时所导入的数据称为修正数据。 进行三维地质建模的前提是根据这些钻孔资料进行分类整理，对能够用于三维地质建模的数据进行抽取。为了消除数据精度和属性差异造成的建模歧义，需要对岩层做概化处理，这些处理不会影响整个模型构造结果，且在数据处理中必不可少 [ 11 ] [ 12 ] 。 本次地层结构建模中，重点对研究区内第四系钻孔资料进行整理分析，作为建模工作的重要来源。研究区内新增8眼150 m深度钻孔均揭露为第四系地层，钻探深度内的岩性层面多达30个分层，粘土、粉土、细砂、中细砂、中砂、中粗砂、粗砂、砾砂、圆砾等均有分布，层厚1~30 m不等，粘土、粉土层多而薄，厚度一般为3~5 m。总体上，岩层为颗粒粒径自上而下为细-粗-细-粗-细两个韵律叠加的地层结构。以此规律作为编图中换热孔数据概化整理的总体依据，并建立钻孔对应物质属性表(表1)。 首先，将区内粘土、粉土、细砂、中细砂、中砂、中粗砂、粗砂、砾砂、圆砾等九类地层简化为五大类：粘土和粉土、细砂、中砂、粗砂、砾砂。其中中细砂依照中细砂夹层中的颗粒粒径大小归类，如为粘土、粉土或细砂，则将中细砂为主的岩层归类为细砂层；如为粒径较大者如中砂、中粗砂、粗砂、砾砂，则归类为中砂。中粗砂归类简化方法亦相同。夹层的厚度一般为归类岩层单层厚度的一半以下。由于圆砾地层分布面积小，地层薄，因而在进行砾砂简化时参照夹层处理的方法合并消减。最后为粘土和粉土、细砂、中砂、粗砂、砾砂等五大类岩层分别赋予代码编号：n1、n2、n3、n4、n5。 针对换热孔不同地层岩性及深度数据，遵循细-粗-细-粗-细两个韵律叠加的地层结构，将厚度大于15 m的地层简化作为钻孔区主要地层。其中顶层作为覆盖层，岩性未概化，保持原始值。概化后各钻孔不同深度岩性层面及对应深度如表1所示。同时，区内已有27眼钻孔也依照此规律进行了岩性概化。
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user: 3. 研究区岩性地层三维建模 3.1. 地质建模软件 可视化三维地质模型能够直观、灵活再现地质体特征，国内对三维地质建模算法开展了大量的研究工作，并研发了三维地层建模系统，然而广泛通用的软件较少。国际上较为流行的软件有GOCAD、Earth Vision、GMS等。Schlumberger PETREL软件多用于油气藏建模，由于PETREL优良的模拟性能，本次 Table 1 Simplified physical attributes in borehole 钻孔 岩层 深度(m) 钻孔 岩层 深度(m) 钻孔 岩层 深度(m) 钻孔 岩层 深度(m) zk1 n1 7 zk2 n1 6 zk3 n1 9 zk4 n1 7 n2 59 n3 49 n3 45 n2 44 n5 83 n4 89 n1 75 n1 76 n4 115 n3 118 n3 108 n4 100 n1 139 n1 134 n5 150 n2 120 n3 150 n3 150 - - n5 150 zk5 n1 14 zk6 n1 8 zk7 n1 32 zk8 n1 7 n2 42 n4 42 n3 63 n2 44 n1 73 n1 68 n4 115 n1 73 n5 97 n4 120 n3 150 n5 91 n1 111 n3 150 - - n4 125 n4 150 - - - - n3 150 表1. 钻孔简化物质属性表 工作中利用该模拟软件对研究区开展三维地层地质建模。PETREL采用当前流行的随机建模技术，从已知确定性资料的控制点出发，推测出未知部分数据(内插或外推)，预测孔(井)间参数，得到研究区整体三维地质模型 [ 13 ] [ 14 ] 。与此同时，还可开展各种地质统计方法，如平均移动法、函数与克里金差值法、高斯模拟法、序贯高斯模拟法、序贯指示模拟法，并引入复杂的数学方法建立定量的三维储层模型。 PETREL 三维地质建模流程见图1。本次PETREL三维地质建模数据包括孔位、坐标数据、地质分层等35眼钻孔的数据准备。其中坐标数据为孔位坐标、研究区拐点坐标等；分层数据从岩芯资料得到，为各孔岩性地层划分对比数据。将以上数据导入工区中。在建立构造模型和岩性地层模型后，根据需要进行模型输出。PETREL能够实现不同层次、多角度、任意切片、过滤、体积切割等三维储集层动态显示，具有强大的成图和三维显示功能，为地层研究提供了充分的视角。 3.2. 建模过程 根据本次工作的需要，建模过程分为构造建模和岩性建模。 PETREL加载钻孔坐标和岩性分层数据，本次研究共划分为五类岩性：粘土和粉土(Clay and Silt)，细砂(Fine sand)，中砂(Medium sand)，粗砂(Coarse sand)，砾砂(Gravel sand)。加载钻孔及钻孔岩性分层数据后如图2所示。 构造建模分三步完成，即建立断层模型、三维网格化、垂向层面。在研究区内创建3D网格和定义垂向层面。由于研究区具有薄层砂体特征，平面展布好，无大断层和次生断层，因此建立顶底断层模型时只需定义网格的走向和趋势线。本次模拟中设定平面网格步长为20 m × 20 m，平面上形成183 × 278个网格，纵向上细分为100个网格，共有5，087，400个网格单元。垂向层面定义100个细分层，层与层之间根据地质特征和层序走向设定尖灭，使之符合地层层序。 建立层面模型时，首先要获得钻井分层数据，以钻孔揭示的地层厚度为依据，通过地层等厚度内插值得到小层界面。小层界面穿过绝对部分分层数据点，表明小层界面忠实于钻井分层数据。本文以钻孔岩性分层数据作为控制点，通过单层五种岩性分别做横向、垂向变差函数分析，拟合变差函数模型曲线，从而相对较好地确定各类统计特征参数。选择数据分析的岩性，用序贯指示模拟算法，建立三维岩性地层模型。 本次工作建立了研究区岩性地层三维实体模型及栅格模型(图3、图4)、绘制了北东—南西向 图1. 地质建模流程图 图2. 钻孔位置图 图3. 研究区地层实体模型 图4. 研究区岩性栅状图 图5. 研究区连孔剖面图(北东—南西方向z15-z44-z38-zk2-tc-1-zk6-zk3-z5-z9) z15-z44-z38-zk2-tc1-zk6-zk3-z5-z9方向的连孔剖面图(图5)。由图可见，研究区范围内第四系结构主要为粘性土层、砂层互层，粘性土层数多，地层分布不均匀，各岩性间沉积相变迅速，自上而下主要有砂质粘土和粉砂组成的全新统(Q4)地表覆盖层；中间岩层岩性为冲洪积砂、砂砾石夹粘土为主的上更新统马兰组(Q3m)和砂质粘土和粘质砂土为主的中更新统周口店组(Q2z)；底部地层为中砂、中粗砂薄层等岩层为主的下更新统泥河湾组(Qln)。
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user: 4. 地埋管区地层钻探性分析 研究区南部和北部地层粘土、粉土与细砂地层比重大，中部则多见粗砂。垂向上，粘土和粉土的厚度在顶部和中部厚度大，全区比重最大，岩性体积比例为37.39%。其次为细砂，地层浅部分布厚度大，岩性比例为21.28%。中砂与粗砂也在全区均有分布中砂垂向上分布比例大致一致，粗砂则在揭露地层的中下部厚度大，中砂、粗砂岩性体积比例分别为19.89%、14.92%。砾砂全区内比重最小，占6.52%，地层上、中、 图6. 研究区垂向分层岩性比重分布图 下部均有分布但并不连续，在一定深度层位不可见，显示出区内沉积变化的韵律性特征，如图6所示。 依据连孔剖面图可见，研究区沉积物横向相变迅速，纵向不稳定，基本呈现上细下粗的沉积结构。总体上，研究区第四系分布广泛，区内河流相的粘性土和砂层沉积厚度最大，以多层的砂砾石、砂、粉细砂层及间以粘性土层结构为主，地层可钻性较好，适于地埋管地源热泵系统建设。不过由于地层比较松软，需要注意成孔的保护，防止塌孔事故发生。
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user: 5. 结论 Schlumberger PETREL软件可充分建立研究区内的岩性地层，立体直观且可直接成图，为分析研究提供了良好的手段。论文根据研究区的钻孔数据，建立了研究区的岩性三维地质模型。研究表明研究区内河流相的粘性土和砂层沉积厚度最大，以多层的砂砾石、砂、粉细砂层及间以粘性土层结构为主，地层可钻性较好，适于地埋管地源热泵系统建设。
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user: 摘 要 心态不仅是综合反映个体心理过程与个性心理一种暂时的稳定状态，而且是对某个具体情景的反应倾向，这个倾向既可能是认知倾向、情感倾向与行为倾向，也可能是三者的集合。心态具有直接现实性、相对稳定性、动力性与情景性的特点。阳光心态是一种积极、宽容、感恩、乐观和自信的心智模式，是一个人表现出的所有正向、积极的心态及各种心理品质的集合。目前对大学生心态的概念界定模糊，众多研究是把心态作为大学生心理特征及心理品质的代名词，且聚焦于大学生的择业、恋爱、学习等具体领域来研究心态，现状调查性研究偏多。所以未来的研究需要对心态概念的内涵与外延做深入的理论探索，对大学生心态的结构作实证性探究，并探索可行且有成效的阳光心态培育措施是完善大学生人格发展并促进其心理健康的重要举措。 关键词 :心态，阳光心态，大学生 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 前言 关于心态，有很多至理名言描述它对一个人的发展与身心健康的重要性，比如狄更斯说“一个健全的心态比一百种智慧更有力量”；我国古人言“物随心转，境由心造”等等。不仅如此，心态也是我们日常生活中常用的一个名词，经常会听到一个人评价另一个人时说“某某人心态不好，做事情总是斤斤计较”、“那个年轻人有炫富心态、啃老心态”等等，似乎心态就是存在每个个体的内心，并是牵动、引导、左右着这个个体的一种心境，这种心境似乎变化不居却又相对稳定，它影响着个体如何看待自己、他人以及自己与外部世界的关系，同时也影响着一个人的认知、情感以及行为。 虽然心态是当下使用频率较高的词，但是在专业的心理学书籍中却很少有心态的确切定义以及有关心态的理论，这就使得与个体身心健康关系密切的心态概念只能停留在浅层的认识阶段。本论文通过对心态概念的历史渊源、内涵、特点进行梳理，同时探索时下常说的阳光心态的含义，并对大学生心态的研究现状进行评述，旨在客观而科学地界定心态的概念，丰富心态研究的理论，为以通过调节个体心态平衡为路径来促进大学生心理健康的实践提供理论基础。
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user: 3. 大学生心态的研究现状 3.1. 当代大学生心态特点研究 国内对大学生心态特点的研究主要从两个视角进行，一个是把心态作为大学生心理特征及心理品质的整体表现，它涉及到认知、情感、动机、价值观等方方面面。比如个别研究显示当代大学生的基本心态呈现如下特点：在理想信念方面，一定程度存在信仰缺失和个人追求功利化的倾向；在个人发展方面，强烈自主而依赖感依然存在；在人际关系与婚恋观方面，存在利益–情感取向之间的冲突；其次由于畸形价值观，在大学校园里存在炫富心态与仇富心态；各种挫折感引发学生的泄愤情绪外显。另外当代的大学生面临着学习竞争、经济负担、人际困扰和就业压力，其身上往往因目标受阻、情感受挫、自我价值受冲击以及综合原因而表现出矛盾、失落、现实功利和浮躁的心态，由此引发了大学生很多心理困扰与问题(甘乐，2012)。张建勇认为大学生的心态特点有:闭锁性所导致的孤独感与强烈交往需要的矛盾；独立性与依赖性的矛盾；强烈求知欲与识别低的矛盾；情绪与理智之间的矛盾；理想的我与现实的我的矛盾；强烈的性意识与正确处理异性关系之间问题的矛盾(张建勇，2006)。还有一些论文是以大学生的社会心态为研究题目，但是从研究结果来看，这些论文中对大学生的社会心态概念的理解与运用与大学生心态的概念是相近的，比如新媒体对大学生社会心态的影响，主要表现为部分大学生出现了功利化倾向，对于社会的负面情绪日益增多，沉迷虚拟世界造成部分大学生对现实社会人际关系的冷漠等等(杨蔚，2014)；转型期大学生不良社会心态的表现有炫富心理作崇与仇富心理滋生、怀旧心理泛化与弱势心态萌生、焦虑情绪的纠缠与倦怠心态的困扰、对“体制内”的盲目迷恋与对政府公信力的非理性质疑等(李伟&王桂菊，2013)。 对大学生心态研究的另外一个方面是从一些具体领域来探究大学生的心态特点，比如大学生的就业心态指的是大学生对未来职业选择所普遍持有的价值判断、情感倾向(彭晓波&王贺，2012)。大学生的就业心态特点有就业挫折承受力差；自我认识不足、盲目从众与依赖；自卑与自负、自信程度低；在求职过程中过于怯懦、紧张(陈静，刘宇，&沈登学，2008)。吴发灿认为大学生就业心态存在三种非正常心态，自卑心态、自负心态、从众心态，且非正常心态在大学生的性别、生源地、学历、专业、学校性质等方面表现出显著差异(吴发灿，李鹏，&冯美玲，2010)。沈晓敏认为中国传统文化中的中庸思想、等级分类、“面子”及“官本位”对大学生的就业心态会产生不良影响，使得部分大学生热衷稳定的工作、创业意识不强，还有大学生热衷于事业单位、公务员及城市工作，不愿意去私企、农村工作，有一些学生把当官作为人的价值取向与人生追求等等(沈晓敏，2012)。 3.2. 大学生心态的培育研究 在大学生心态的培育方面，主要涉及以下几个方面的研究，一是对于培育大学生积极或者阳光心态的重要性与必要性的探究，比如培育大学生的阳光心态有利于维持大学生的心理健康成长，是树立大学生良好社会形象的重要前提，是实现国家富强、民族复兴软实力的重要组成部分等(胡宗楠&罗映光，2013)。其次是在培育的理念构建与措施实施方面进行了定性论述，比如在大学生健康社会心态培育方面，彭文英认为，要做好大学生社会心态的监测，掌握大学生社会心态的波动规律；正面引导大学生，建立有效的心理疏导机制；重铸大学人文精神，提高大学生的人文素质；营造友好温馨的校园氛围(彭文英，2012)。胡杨认为大学生和谐社会心态的培育可以从以下几个方面着手：一是以和谐心态为目标，加强思想政治教育；二是从轴心价值观念入手，改进德育内容方式，帮助大学生树立远大的理想、正确的世界观、人生观、价值观；三是从大学生自身状况出发，开展心理健康教育，提高大学生的自我调适能力；四是从社会事件和生活现象着眼，促进社会实践锻炼，增强大学生对社会的感性认识和理性判断能力(胡杨&徐建军，2007)。 在大学生积极的就业心态培养方面，赵章留提出要引导大学生全方位地认知自己，做好就业准备；合理设置专业课程，提升大学毕业生的就业能力(赵章留&石柱君，2014)；引导大学生了解自己良好性格并发现性格中的积极力量；培养大学生积极乐观的态度等(金文斌，2014)。针对大学生就业过程出现的自卑、自负、盲从的负面心态，彭晓波提出大学生要宽容自己就业中的挫折，不急不躁；要认清自己的局限性，放弃完美主义；为大学生开展职业规划训练，重点培养大学生的职业认知能力与自我认知能力，帮助大学生进行职业性格评价等(彭晓波&王贺，2012)。