波浪水槽中随机波的模拟

根据线性系统理论,首先由给定的靶谱模拟海浪信号,再把此信号转换为造波控制输入信号,最后在水槽中指定的截面处产生具有给定靶谱的随机波。这种模拟方法已在青岛海洋大学物理海洋实验室的大型水槽中实现,并取得良好的效果。     

基于三阶斯托克斯波的谱估计及海浪数值模拟研究

为了拓宽建立深水非线性海浪频谱模型的研究途径,基于三阶斯托克斯波理论,提出了以改进的三阶斯托克斯波为组成波,以修正的自回归模型(AR)谱估计方法得到的估计谱(简称新谱)为靶谱的非线性海浪模型。通过基于模拟频谱和相位谱反演海浪波面高度时间序列(以下简称海浪时历反演方法)的谱比较方法验证了新谱的优越性,为从根本上解决精确评估海浪谱提供了技术支撑,对于增强未来掌控海战场具有重要意义。     

在8114号台风影响下石臼所海区的海浪特征

本文分析了在8114号台风的影响下石臼所海区波浪特征的变化,采用了两种分析方法:(1)统计方法;(2)谱分析方法。结果表明:(a)在台风的影响下,尽管在观测区域内风速风向变化不大,但波浪特征在不断随时间发生变化;(b)用两种方法得到的分析结果比较一致;(c)由谱分析方法计算的结果一般都大于由统计方法得到的计算结果;(d)谱峰周期和谱的重心坐标对应的周期比较稳定。     

风浪波高和周期的联合概率密度分布

本文采用有代表性的44008美国国家浮标站2003年1～3月实测的海浪谱密度资料,选取三次大风过程进行风浪谱分析。通过对实测平均海浪谱与PM谱、JONSWAP谱及Torsethaugen谱的比较,得到PM谱拟和最好。然后用国际上最先进的随机波分析方法,根据协方差矩阵的循环嵌套技术,以实测平均谱与PM谱为靶谱,对随机波面进行模拟。得到由模拟波面统计的特征值及估计的谱与实测谱结果极为相近,谱峰及谱峰频率都基本一致。说明利用模拟波面研究海浪具有代表性,它可以反映实测海浪的特征。利用Longuet-Higgins(1983)模型计算波高-周期联合概率密度分布,得到变换高斯过程计算的波高、周期联合分布与实测情况基本相同,更好地描述了波高-周期联合概率密度分布。     

拖曳声源深海传播损失算法改进

为实现水声传播损失高效准确计算,以满足工程应用要求,基于南海某深水海域水声调查数据研究改进拖曳声源深海传播损失算法。首先,对信号时间序列分析发现:深海多途传播结构显著,可分为直达波、第一二次海底反射波,信号幅度逐渐减小,海面反射波与直达波重叠;目标信号中心频率产生多普勒频移,与声源拖曳速度对应较好;"单频"正弦信号并非单一频点上的声信号,为一窄带功率谱,谱峰对应信号中心频率。进而,从信号识别及多途效应处理两方面对算法进行改进:基于功率谱频带分布,设计Butterworth滤波器带通截止频率,从频域上滤除噪声信号;依据环境噪声电压幅值,制定其判定标准,从时域剔除与目标信号同频带噪声信号。算法改进后可较好适应低信噪比环境下多途拖曳声源信号能量计算,快速高精度得到传损失数据。     

全球海洋高频波动主振荡周期的纬向带状分布特征

基于1992年10月至2000年12月的TOPEX/Poseidon和ERS-1/2卫星高度计资料,分析了周期短于150d的高频波动及其能量的空间分布特征.在功率谱密度计算基础上,分析特定频段所含能量占周期短于150d的高濒波动总能量的百分比,发现该频段最强振荡(下文称主振荡)所对应的周期从近赤道的1个月逐步增加至南北纬30°附近的4个月,进一步分析表明主振荡周期的这种变化是连续的,与西向行星Rossby波的相速随纬度增加而变慢相对应.主振荡所对应的周期在全球海洋中呈显著的带状分布.进而表明在14°N(S)附近60d周期的振荡除通常所认为的由于潮汐混淆所造成的虚假信号之外,主要是行星Rossby波形态的真实信号.     

由模拟波面分析双峰谱型海浪的统计特征

采用目前国际上最新的随机波分析方法,由协方差矩阵的循环嵌套技术,对美国国家浮标44008站2002年6月一典型的双峰海浪谱资料进行谱分析.以实测平均谱为靶谱,对随机波面进行模拟.得到模拟波面估计谱与实测谱极为相近,谱峰及谱峰频率都基本一致.说明利用模拟波面研究海浪具有代表性,它可以反映实测海浪的特征.利用实测海浪谱密度,统计波特征量的周期概率分布,得到理论周期概率密度与估计周期概率密度分布相符较好,且与模拟波面的波周期分布也较好的一致.利用Longuet-Higgins(1983)模型计算了波高-周期联合概率密度分布.得到变换高斯过程计算的波高与周期联合分布与实测情况基本相同,更好地描述了波高-周期联合概率密度分布.     

随机波群的模拟

本文首先对平稳随机过程包络的特性进行理论分析,在此基础上提出一种以给定波面位移谱和波面包络谱两者为靶谱的波群模拟方法。与Funke和Mansard(1980)提出的以波群群因子为靶的波群模拟方法(可能是迄今唯一的方法)相比,本法不仅在概念上比较合理,而且在手续上要简便得多,并能兼顾波群高度和长度两方面特征的模拟。大量模拟实例表明,在一定条件限制下,本方法模拟的结果比较令人满意。     

基于网络药理学探讨苗药杜仙健骨方治疗膝骨关节炎并骨质疏松症的作用机制

目的：运用网络药理学方法研究苗药杜仙健骨方治疗膝骨关节炎(KOA)并骨质疏松症（OP）的生物活性成分和潜在作用机制。方法：运用中药系统药理学数据库和分析平台（TCMSP）,根据苗药所对应的中药,筛选出杜仙健骨方全方的主要活性成分及其相关作用靶标,借助OMIM、Drugbank、Genecards数据库,筛选出药物-疾病的共同作用靶标,并通过Venny 2.1.0绘制韦恩（Venn）图,利用Cytoscape软件绘制出药物-活性成分-靶点-疾病调控网络,将数据输入String数据库构建蛋白互作（PPl）网络和条形图,筛选核心靶标。最后通过Metascape软件进行基因本体（GO）功能及京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析。结果：杜仙健骨方中发挥治疗KOA并OP作用的主要有效成分有槲皮素(Quercetin)、山柰酚(Kaempferol)、木犀草素(Luteolin)、β-谷甾醇(Beta-sitosterol)、黄芩素(Baicalein)等66个;关键靶基因230个,包括肿瘤坏死因子(TNF)、蛋白激酶B(AKT1)、癌基因(JUN)等;GO富集分析得到1266个生物学过程;KEGG通路分析明确了366条信号通路。结论：杜仙健骨方主要通过糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路、癌症的途径、膀胱癌、破骨细胞分化的信号通路等的特点,调节细胞增殖-分化-凋亡过程,发挥抑制骨质疏松、控制炎症等作用,从而达到治疗KOA并OP的效果。     

运动物体生成内波的一类非线性谱方程组

本文给出了由运动物体所生成内波的基本方程组和对应的谱方程组。该方程组的线性部分是一具有体积源 (其下简称为体源 )的 Sturm- Liouville本征值问题 ,而它的非线性部分是由体源与线性波场相互作用的谱表示。在这类强迫方程的源项中包含了 10类内波谱 ,这些谱最终均可利用内波的振幅谱表示。本文给出了线性波场波要素的谱表示和运动物体生成内波的非线性谱方程可解性的讨论。为了检验所得到的谱方程组 ,文中又进行了该谱方程组线性部分的数值计算。     

硅的间接跃迁双光子吸收系数谱

利用皮秒Nd:YAG脉冲激光器作为激发光源,测量出光子能量介于1.36 μm (0.912 eV)—1.80 μm (0.689 eV)之间的硅间接跃迁双光子吸收系数谱.尽管此波段范围内的激光光子能量小于硅间接带隙,但当激光辐照在硅基光电二极管受光面时,在二极管两电极端仍然探测到了显著的脉冲光伏信号.光伏信号峰值强度与入射光强呈二次幂函数关系,表明其是双光子吸收过程.采用pn结等效结电容充放电模型,将光伏响应信号峰值与入射光强相关联,从中提取出硅的间接跃迁双光子吸收系数,改变入射波长得到系数谱.研究表明:     

希尔伯特谱白化方法在海洋地震资料高分辨率处理中的应用

针对海洋地震资料高分辨率宽频处理的要求,也为了克服常规谱白化、反Q滤波等方法无法同时增强时域和频域局部细节的不足,基于希尔伯特黄变换(HHT)的谱白化方法对海洋地震资料进行高分辨率处理应用研究。对地震记录进行固有模态分解(EMD),得到不同尺度的IMF分量;再利用常规谱白化方法对每个分量根据瞬时频率进行合理的振幅均衡;将均衡后的IMF分量进行反变换重构地震记录,从而得到高分辨地震数据。通过理论模型和实际地震资料实验,与常规谱白化方法的对比分析,表明该方法信号局部时频刻画能力以及相对振幅保真性优于常规方法,同时表明此方法能够有效增强地震信号时域和频域的分辨率,使地震剖面更为连续和清晰,并具有较高的信噪比。     

基于同步风场的机载SAR海浪参数反演方法

针对机载合成孔径雷达(SAR)对海探测特点,采用多入射角法从SAR数据本身得到与海浪参数反演区域时空匹配的同步海面风速和风向,并结合线性变换关系,计算得到海浪初猜谱对应的仿真SAR图像谱,将仿真SAR图像谱和观测SAR图像谱输入代价函数中进行迭代运算,通过非线性方程的解算得到最适海浪谱;采用交叉谱法去除海浪传播180°方向模糊,最终得到海浪参数。论文提出的基于同步风场的机载SAR海浪参数反演方法,充分利用了机载SAR海洋环境探测的优势,解决了传统SAR海浪参数反演中初猜谱构造依赖外部风场的问题,机载同步飞行试验的海浪参数反演结果与浮标观测值的有效波高、波向的均方根误差分别为0.23 m和13.23°,验证了该方法的有效性,可为机载SAR海浪参数反演业务化提供支持。     

基于HHT的舰船地震波信号实时检测算法

针对舰船地震波信号的非平稳性,将希尔伯特–黄变换(HHT)应用于舰船地震波信号处理中, 并基于 Hilbert 能量谱提出舰船地震波信号实时检测算法。首先,对实测地震波信号进行 HHT 分析,获得信号的时频谱、边际谱、瞬时能量谱以及 Hilbert 能量谱。然后,基于舰船地震波信号 Hilbert 能量谱的特点,选取 Hilbert 能量谱中特定频带内的能量作为检测特征量,利用滑动窗截取数据更新特征量和相应的自适应阈值。 最终,根据一定的检测规则,提出了舰船地震波信号的实时检测算法。实测数据和仿真数据表明：该检测算法能够实时地完成对目标信号的检测,具有较远的检测距离,且在信噪比为–10 dB 时,检测概率达到 100%。     

由JONSWAP谱和PM谱计算的风浪波高之间的关系

一、序言 60年代中期以后,PM(Pierson-Moscowitz)谱在海浪研究及有关的工程问题中得到广泛的应用。众所周知,PM谱是由充分成长的风浪观测谱拟合而得到的,它代表充分成长的风浪。70年代中,根据JONSWP(Joint North Sea Wave Project)观测的2,500个有限风区风浪谱并参照PM谱又提出了JONSWAP谱     

EMD方法和Hilbert谱分析法的应用与探讨

利用EMD方法对海浪观测资料进行处理 ,通过在数据两端的“平衡位置”处分别附加平行直线段的方法进行端点抑制 ,分解出 1 0个内在模函数和 1个剩余趋势项 ,再对各内在模函数进行Hilbert变换 ,得到波浪的Hilbert谱。对所得结果的分析表明 ,各模态在Hilbert谱中的分布趋势和Fourier谱中谱线的变化趋势是一致的 ,第一模态的中心频率与Fourier谱的谱峰频率相对应 ;EMD方法是对非线性、非平稳过程数据进行距平化的好方法 ,距平化的过程和消除趋势项的处理是统一的。     

非线性随机波的数值模拟

本文根据作者提出的非线性不规则波四阶近似理论解,首先导出二阶非线性谱和线性谱的关系式,并应用非线性有约束最优化方法建立了从靶谱分解线性谱和二阶非线性谱的数学模式,进而建立非线性随机波数值模拟的数学模型及其快速傅里叶交换算式,从而大大地缩短计算机时。由于采用从靶谱分解出的线性谱,模拟的非线性随机波现实谱和靶谱符合一致。最后通过算例,对模拟的非线性及线性随机波的谱估计及波面统计特性进行初步分析,本方法为浅水不规则波与水流及建筑物相互作用的研究提供随机模拟基础。     

近岸带三组成波耦合作用的观测与分析

利用近岸带两个测点的波浪同步观测资料，通过二阶谱分析了三组成波的非线性相互作用。对波谱峰频自相互作用的二阶相干系数b^2(fp，fp）及对应的二阶位相值β(fp，fp)、最大二阶谱幅值B最大(f1，f2)和最大二阶相干系数b^2最大(f1，f2)的组成波频率分析结果表明：(1)弱频散作用的过渡水深区存在着明显的非共振三组成波耦合作用；(2)包括谱峰频在内的自相互作用是近岸区波耦合作用的重要形式；(3)随着水深减小，趋近碎波带，非线性耦合作用进一步增强，谱能量以向低频转移为主变为向高、低频两侧转移，波形趋于前倾。     

1α,25-双羟维生素D3作用于靶细胞的机制

1α,2 5-双羟维生素 D3 [1 α,2 5(OH) 2 D3 ]作用于靶细胞后产生 2种不同的信号传导系统 :基因效应和非基因效应。前者是指 1α,2 5(OH) 2 D3 与维生素 D核受体 (n VDR)结合 ,n VDR再与视黄酸 X受体 (RXR)发生异二聚化反应 ,在转录因子 (TF)的作用下 ,促使靶基因转录。后者是指 1 α,2 5(OH) 2 D3 与维生素 D膜受体 (m VDR)结合 ,随之引发一系列信号传导 ,促使细胞膜上的 Ca2 -通道迅速打开。探讨 1α,2 5(OH) 2 D3 的作用机制有利于开发治疗维生素 D内分泌系统疾病的新药。本文就目前有关 1 α,2 5(OH) 2 D3 作用于靶细胞的机制的研究成果进行综述。     

1814号台风“摩羯”引发鲁北平原一次罕见龙卷特征

利用常规观测、探空、区域气象观测站、ERA5、多普勒雷达等资料对 2018 年 8 月 14 日台风 “摩羯”在鲁北平原引发的1 个 EF2 级龙卷的环境背景和雷达回波进行分析。结果表明：(1)龙卷发生时台风“摩羯”已减弱为温带气旋并停止编号。(2)低层辐合、高层辐散,上下重叠度较好的急流轴,低空强的垂直风切变和风暴相对螺旋度等,构成龙卷风暴发生的有利环境条件。(3)龙卷母风暴属于小型超级单体风暴,低层反射率因子具有钩状回波形态;在速度剖面上具有龙卷涡旋轴线和小尺度风场辐合特征,对应谱宽剖面上有谱宽大值区。(4)降低雷达系统中气旋探测算法和龙卷涡旋探测算法部分适配参数阈值后,系统提前60 min 给出中气旋特征,提前7 min 给出龙卷涡旋特征(tornado vortex signature,TVS);中气旋顶高、最大切变高度快速上升和下降的过程对应小尺度涡旋的增强和触地,最大切变值骤降对应龙卷快速释放能量。