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The Geochemist's Workbench 2023——地球化學(xué)模擬軟件
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軟件概述

自 1991 年推出以來(lái)，The Geochemist's Workbench為地球化學(xué)建模設(shè)定了標(biāo)準(zhǔn)。憑借其清晰的用戶界面、完全集成的圖形、高度優(yōu)化的算法和先進(jìn)的軟件架構(gòu)，GWB 可以快速完成大大小小的地球化學(xué)任務(wù)。

GWB有三個(gè)版本，分別是GWB Professional、GWB Standard、GWB Essentials。

GWB Professional

The Geochemist's Workbench?專業(yè)版是完整的軟件包。創(chuàng)建電子表格和專業(yè)圖表，跟蹤反應(yīng)模型，計(jì)算復(fù)雜的相圖，并模擬反應(yīng)性、生物反應(yīng)性、同位素和膠體傳遞。
GWB Pro 考慮了非均相、雙孔隙介質(zhì)中的平衡和動(dòng)力學(xué)反應(yīng)，包括微生物代謝和生長(zhǎng)的模擬。只有專業(yè)版是多線程的。GWB Pro 可讓您在短時(shí)間內(nèi)制作結(jié)果動(dòng)畫并創(chuàng)建視頻剪輯。現(xiàn)在 GWB Pro 免費(fèi)包含 ChemPlugin!
GWB Standard

The Geochemist's Workbench?標(biāo)準(zhǔn)版是電子表格、圖表和多組分反應(yīng)建模的選擇。繪制物種分布如何變化，模擬水-巖石相互作用，并模擬流體混合。

整合礦物溶解和沉淀、復(fù)雜締合和解離、吸附和解吸、氧化還原轉(zhuǎn)化和氣體轉(zhuǎn)移的動(dòng)力學(xué)速率定律。反應(yīng)體系中的痕量穩(wěn)定同位素分餾。模擬微生物代謝和生長(zhǎng)，包括種群動(dòng)態(tài)和群落結(jié)構(gòu)的發(fā)展。
GWB Essentials

The Geochemist's Workbench? Essentials版本執(zhí)行地球化學(xué)建模中最常見(jiàn)的任務(wù)。只需點(diǎn)擊幾下，您就可以平衡反應(yīng)、計(jì)算平衡常數(shù)并制作 Eh-pH 圖。計(jì)算形態(tài)、飽和度、氣體壓力和同位素分布非常簡(jiǎn)單。該軟件包包含專為地球化學(xué)分析而設(shè)計(jì)的電子表格。立即轉(zhuǎn)換單位或計(jì)算所有樣品的礦物飽和度。創(chuàng)建時(shí)間序列和交叉圖，以及三元圖、Piper 圖或 Stiff 圖。從 PhreeqC 和 EQ3/EQ6 導(dǎo)入熱數(shù)據(jù)庫(kù)。而這僅僅是個(gè)開(kāi)始。

GWB Professional軟件功能介紹

The Geochemist's Workbench? 專業(yè)版是一整套工具，可滿足每位執(zhí)業(yè)地球化學(xué)家的需求。GWB Pro 是計(jì)算相圖和模擬反應(yīng)式傳輸?shù)氖走x。單孔隙率和雙孔隙介質(zhì)（包括生物反應(yīng)、穩(wěn)定同位素和遷移膠體）中反應(yīng)性傳遞的一維和二維模擬非常簡(jiǎn)單。然后，只需單擊幾下即可對(duì)結(jié)果進(jìn)行動(dòng)畫處理并創(chuàng)建視頻剪輯。GWB Pro 的先進(jìn)算法和多線程設(shè)計(jì)使其成為模擬流動(dòng)地下水和地表水中污染物的命運(yùn)和遷移的理想選擇。除了反應(yīng)性運(yùn)輸外，GWB Pro 還對(duì)多組分系統(tǒng)中的動(dòng)力學(xué)和平衡反應(yīng)進(jìn)行建模，計(jì)算 Eh-pH 值和活性圖，并創(chuàng)建一系列專業(yè)圖。您可以平衡反應(yīng)、計(jì)算平衡常數(shù)并創(chuàng)建強(qiáng)大的地球化學(xué)電子表格。

ChemPlugin 化學(xué)插件

ChemPlugin 自鏈接軟件對(duì)象包含在您的 GWB 2023 Professional 訂閱中，無(wú)需額外費(fèi)用。使用 ChemPlugin 在任何配置中快速、輕松、可靠地構(gòu)建功能齊全的反應(yīng)性和生物反應(yīng)性運(yùn)輸模型?；蛘?，將現(xiàn)有流模型中的代碼重新用于強(qiáng)大的反應(yīng)式傳輸模擬器。 ChemPlugin時(shí)尚的API帶有Python，C++和Fortran的綁定;或者隨時(shí)使 SDK 適應(yīng)您首選的開(kāi)發(fā)環(huán)境。
質(zhì)量和熱傳輸

程序 X1t 和 X2t 在一維和二維中對(duì)反應(yīng)性傳輸進(jìn)行建模。這些模型考慮了：平流、色散和擴(kuò)散、均勻或異質(zhì)介質(zhì)特性、雙重孔隙率（停滯區(qū)）效應(yīng)、生產(chǎn)和注入井、通過(guò)平流和傳導(dǎo)傳熱、內(nèi)部溶質(zhì)源和溶質(zhì)匯、穩(wěn)定和瞬態(tài)的內(nèi)部熱源
Phase diagrams 相圖

GWB Pro 中的 Program Phase2 是計(jì)算相圖的終極工具，無(wú)論是簡(jiǎn)單還是復(fù)雜：水性物質(zhì)、礦物和氣體的穩(wěn)定性、“True” Eh-pH值和活度圖、等溫或多熱切片、平衡和動(dòng)力學(xué)化學(xué)系統(tǒng)、Isotope fractionation、優(yōu)勢(shì)和相組合圖、質(zhì)量分布的橫截面圖。

平衡和動(dòng)力學(xué)反應(yīng)

X1t 和 X2t 可以包含平衡和動(dòng)力學(xué)反應(yīng)的任意組合：礦物、端構(gòu)件沉淀和溶解、 Gas transfer 氣體輸送、 Complexation and dissociation 絡(luò)合和解離、 Sorption and desorption 吸附和解吸、 Redox transformation 氧化還原轉(zhuǎn)化、 Catalysis and enzymes 催化和酶、
Mobile colloids

遷移膠體是放射性核素、重金屬和其他污染物運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵載體。GWB 可以輕松處理它們：任何絡(luò)合表面都可以形成膠體、膠體及其表面絡(luò)合物通過(guò)平流和分散遷移、膠體遷移率可能在時(shí)間和空間上發(fā)生變化，具體取決于用戶提供的功能。
生物反應(yīng)性轉(zhuǎn)運(yùn)

模型可以解釋微生物活動(dòng)催化的反應(yīng)：純文化和混合社區(qū) 、人口增長(zhǎng)和衰退、 Thermodynamic effects 熱力學(xué)效應(yīng)、任何形式的動(dòng)力學(xué)速率定律

Stagnant zones 停滯區(qū)

GWB Pro 從頭開(kāi)始構(gòu)建，用于雙孔隙率建模：每個(gè)節(jié)點(diǎn)塊分為自由流動(dòng)和停滯部分、指定停滯區(qū)的幾何尺寸和特征尺寸、這些應(yīng)用程序考慮了物種擴(kuò)散和熱傳導(dǎo)進(jìn)出停滯區(qū) 。
Stable isotope transport

反應(yīng)性傳輸程序 X1t 和 X2t 對(duì)穩(wěn)定同位素傳輸進(jìn)行建模，考慮以下同位素效應(yīng)：平流、分散和擴(kuò)散運(yùn)輸、礦物溶解和沉淀、氣體溶解和泡騰、吸附和表面絡(luò)合、平衡和動(dòng)力學(xué)反應(yīng)。
圖形和動(dòng)畫

程序 Xtplot 呈現(xiàn)您的反應(yīng)式傳輸結(jié)果。根據(jù)距離或時(shí)間繪制任何變量、顏色映射表、顏色蒙版和等值線圖、對(duì)地圖視圖繪圖進(jìn)行動(dòng)畫處理、導(dǎo)出動(dòng)畫以制作視頻剪輯、 P2plot 顯示 Phase2 計(jì)算的結(jié)果。相組合和“真實(shí)”優(yōu)勢(shì)圖、橫截面圖。

GWB Standard 軟件功能介紹

The Geochemist's Workbench? 標(biāo)準(zhǔn)版是電子表格、圖表和多組分反應(yīng)建模的選擇。GWB Standard 包括 GWB Essentials 的所有功能。此外，您還可以繪制物種分布如何因加熱、冷卻和傳質(zhì)而變化;此外，還對(duì)反應(yīng)系統(tǒng)中的水-巖石相互作用、流體混合和同位素分餾進(jìn)行建模。GWB標(biāo)準(zhǔn)集成了任何形式的動(dòng)力學(xué)速率定律，并模擬微生物的代謝和生長(zhǎng)。

反應(yīng)路徑

程序 React 模擬封閉系統(tǒng)中的多組分反應(yīng)，或?qū)|(zhì)量和熱通量開(kāi)放的系統(tǒng)中的多組分反應(yīng)。幾乎可以無(wú)窮無(wú)盡地配置，您可以使用 React 來(lái)：模擬水-巖石相互作用、 Simulate fluid mixing 模擬流體混合、 Polythermal reactions 多熱反應(yīng)、固定和滑動(dòng)活動(dòng)或逸度、形態(tài)圖。
動(dòng)力學(xué)速率定律

React 可以將以下動(dòng)力學(xué)集成到任何反應(yīng)模型中：礦物、端桿溶解和沉淀、復(fù)雜的關(guān)聯(lián)和解離、 Sorption and desorption 吸附和解吸、 Redox transformations 氧化還原轉(zhuǎn)化、 Enzymes and catalysts 酶和催化劑、 Gas transfer 氣體輸送、
微生物反應(yīng)和生長(zhǎng)

React 旨在模擬微生物反應(yīng)和生長(zhǎng)。它可以考慮：微生物催化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)、微生物種群的生長(zhǎng)和衰變、將同化生長(zhǎng)與分解代謝率聯(lián)系起來(lái)、反應(yīng)的熱力學(xué)約束、純文化和混合社區(qū)。

GWB Essentials 軟件功能介紹

The Geochemist's Workbench? Essentials版可以快速完成地球化學(xué)中最常見(jiàn)的一些任務(wù)。只需點(diǎn)擊幾下鼠標(biāo)，您就可以平衡反應(yīng)，計(jì)算平衡常數(shù)，并生成 Eh-pH 值（Pourbaix）和活性圖。快速計(jì)算溶液中的形態(tài)、礦物飽和度和氣體分壓、吸附和表面絡(luò)合以及穩(wěn)定同位素的平衡分餾。該軟件包包含一個(gè)電子表格，旨在保存和操作您的地球化學(xué)數(shù)據(jù)。

面向地球化學(xué)家的電子表格

GSS程序是地球化學(xué)家的電子表格，旨在保存和操作您的化學(xué)分析。粘貼您的數(shù)據(jù)，您可以：轉(zhuǎn)換化學(xué)單位、計(jì)算礦物飽和度、氣體逸度、檢查費(fèi)用余額并計(jì)算 TDS、比較重復(fù)和檢查標(biāo)準(zhǔn)品、生成時(shí)間序列、交叉圖和三元圖、制作 Piper、Stiff、Durov、離子平衡圖。
Reaction balancing 平衡反應(yīng)

程序 Rxn 使用直觀的基交換方法來(lái)平衡化學(xué)反應(yīng)和計(jì)算反應(yīng)性質(zhì)。通過(guò)簡(jiǎn)潔的圖形用戶界面，您可以：平衡水物質(zhì)、礦物質(zhì)、固溶體和氣體之間的反應(yīng)、計(jì)算平衡常數(shù) - log Ks、計(jì)算反應(yīng)的自由能變化、識(shí)別自發(fā)反應(yīng)、平衡反應(yīng)和內(nèi)能反應(yīng)、圖平衡方程、確定平衡溫度。
Eh-pH 值和活度圖

程序 Act2 和 Tact 生成圖表，顯示水物質(zhì)的主要區(qū)域，以及礦物、固溶體和氣體的穩(wěn)定性范圍。設(shè)置為軸變量：Eh 和 pH 值，包括 Pourbaix 圖、水物質(zhì)活性、Gas fugacity 氣體逸度。您還可以制作：溶解度圖、馬賽克圖、溫度-活度圖。

物質(zhì)分布

SpecE8 計(jì)算水物質(zhì)之間的質(zhì)量分布。使用該程序可以：圖濃度、活性、活性系數(shù)、計(jì)算礦物飽和度指數(shù)、計(jì)算氣體逸度和分壓、溫度對(duì)物種形成的影響、繪制 Piper、Stiff、Schoeller、離子平衡圖、 Debye-Hückel 方法、SIT 和“Pitzer 方程” 、理想和古根海姆固體解決方案、模型吸附、離子交換、表面絡(luò)合。
同位素分餾

程SpecE8 還計(jì)算了地球化學(xué)系統(tǒng)中的平衡同位素分餾：在水物種中，按物種計(jì)算、礦物、氣體和流體之間、輸入是流體的體同位素組成、可擴(kuò)展為任何具有主要質(zhì)量的元素、每種元素的多種同位素。
溫度數(shù)據(jù)編輯器

TEdit 是一個(gè)圖形編輯器，用于創(chuàng)建和修改熱力學(xué)和表面反應(yīng)數(shù)據(jù)集。您可以：查看和編輯數(shù)據(jù)表、物種、反應(yīng)、對(duì)數(shù) K、固溶和維里系數(shù)、添加、刪除、排序或復(fù)制和粘貼條目、重新平衡反應(yīng)并重新計(jì)算對(duì)數(shù) Ks、偶聯(lián)和解耦氧化還原反應(yīng)、將 PhreeqC 數(shù)據(jù)集轉(zhuǎn)換為 GWB 熱和表面數(shù)據(jù)集、導(dǎo)入和導(dǎo)出 EQ3/EQ6 溫度數(shù)據(jù)庫(kù)。

GWB 版本比較

Program	簡(jiǎn)述	Professional	Standard	Essentials
GSS	GSS是一個(gè)用于操作和繪制地球化學(xué)數(shù)據(jù)集的電子表格
Rxn	Rxn平衡化學(xué)反應(yīng)、計(jì)算平衡常數(shù)等
Act2	Act2生成活性、Eh、pe、pH 和逸度軸的穩(wěn)
Tact	Tact 制作溫度-活度圖和溫度-逸度圖
TEdit	TEdit 是一個(gè)圖形應(yīng)用程序，用于快速準(zhǔn)確地編輯和組合熱力學(xué)數(shù)據(jù)集
React	React 追蹤涉及流體、礦物、氣體和微生物的反應(yīng)路徑
Phase2	Phase2 計(jì)算相圖、“真實(shí)”物種形成圖等
X1t	X1t 在一個(gè)線性、徑向或球形坐標(biāo)中模擬地下水流中的反應(yīng)性傳輸
X1t	X1t 在一個(gè)線性、徑向或球形坐標(biāo)中模擬地下水流中的反應(yīng)性傳輸
X2t	X2t 在二維空間中模擬反應(yīng)性輸運(yùn)，包括注入井和生產(chǎn)井
Xtplot	Xtplot 對(duì) X1t 和 X2t 仿真結(jié)果進(jìn)行渲染和動(dòng)畫處理
ChemPlugin	ChemPlugin 自鏈接軟件對(duì)象允許您在任何配置中創(chuàng)建反應(yīng)式傳輸模擬器

系統(tǒng)要求

您可以在 Windows 11 或 10 下安裝 The Geochemist's Workbench ? 2023 Professional、Standard 或 Essentials。絕大多數(shù)用戶應(yīng)該安裝 64 位版本，而不是 32 位版本。
具有 Intel x86 兼容處理器、至少 12 GB 的內(nèi)存和 300 MB 的可用磁盤空間。GWB Professional 應(yīng)用程序是多線程的，通常最適合 16-64 GB 的內(nèi)存和具有 8 個(gè)或更多計(jì)算內(nèi)核的 CPU。

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The Geochemist's Workbench 2023——地球化學(xué)模擬軟件
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