A finite element cable model and its applications based on the cubic spline curve

For accurate prediction of the deformation of cable in the towed system, a new finite element model is presented that provides a representation of both the bending and torsional effects. In this paper, the cubic spline interpolation function is applied as the trial solution. By using a weighted residual approach, the discretized motion equations for the new finite element model are developed. The model is calculated with the computation program complier by Matlab. Several numerical examples are presented to illustrate the numerical schemes. The results of numerical simulation are stable and valid, and consistent with the mechanical properties of the cable. The model can be applied to kinematics analysis and the design of ocean cable, such as mooring lines, towing, and ROV umbilical cables.     

基于电子鼻和HS-SPME-GC-MS方法研究 海水中七氯的快速检测技术

为了建立海水中有机氯农药的快速检测技术, 本文基于电子鼻和顶空固相微萃取气质联用法(HS-SPME-GC-MS)对海水中的七氯进行检测。结果表明, 电子鼻可以识别海水中的挥发性七氯成分及浓度, 最低检测限0.01mg/L。利用线性判别分析方法(LDA)的累计判别贡献率和欧氏距离、判别函数法、相关性对未知样品的识别率均达到了80%以上, 具有良好的区分效果; PLS模型预测七氯浓度跟实际值之间的相对误差在0.49%—16%之间。HS-SPME-GC-MS检测浓度小于0.10mg/L时, 相对误差在10%左右; 而大于此浓度时, 相对误差随之增大。检测到的主要挥发性物质基本呈现规律性的变化, 与电子鼻确认结果一致。对比两种检测技术, 发现电子鼻检测方法比HS-SPME-GC-MS更迅速、灵敏, 检测限更低, 相对误差也更小, 仪器便携、投资相对较小。     

中国传统农区1820年耕地数据网格化方法

Recent studies have demonstrated the importance of LUCC change with climate and ecosystem simulation, but the result could only be determined precisely if a high-resolution underlying land cover map is used. While the efforts based satellites have provided a good baseline for present land cover, what the next advancement in the research about LUCC change required is the development of reconstruction of historical LUCC change, especially spatially-explicit historical dataset. Being different from other similar studies, this study is based on the analysis of historical land use patterns in the traditional cultivated region of China. Taking no account of the less important factors, altitude, slope and population patterns are selected as the major drivers of reclamation in ancient China, and used to design the HCGM (Historical Cropland Gridding Model, at a 60 km×60 km resolution), which is an empirical model for allocating the historical cropland inventory data spatially to grid cells in each political unit. Then we use this model to reconstruct cropland distribution of the study area in 1820, and verify the result by prefectural cropland data of 1820, which is from the historical documents. The statistical analyzing result shows that the model can simulate the patterns of the cropland distribution in the historical period in the traditional cultivated region efficiently. Foundation: National Natural Science Foundation of China, No.40471007; Innovation Knowledge Project of CAS, No.KZCX2-YW-315 Author: Lin Shanshan (1982–), Master, specialized in historical environmental change.     

特长公路隧道集中排烟方式研究

纵向通风排烟是我国长大公路隧道发生火灾时通风的主要形式,目前开始应用一种新型的特长公路隧道纵向通风集中排烟方式。本文借助CFD三维数值模拟技术,对两种排烟方式在火灾时的烟气控制效果进行了对比分析,研究了顶部设排烟道时,不同排烟开口大小和排烟口间距对隧道火灾时排烟效果的影响。研究表明：顶部设排烟道排烟较纵向通风排烟有较好的烟气控制效果,排烟口的设置间距和开口大小将影响隧道火灾时的排烟特性。     

大型水电站厂区三维地应力场回归反演分析

岩体初始地应力场是地下洞室围岩稳定与支护结构设计所需要的基本因素之一,初始地应力场是否可靠将直接影响到工程设计与施工的可靠性与安全性。结合某水电站厂区的地质条件及地应力实测资料,引入灰色控制系统理论,采用三维有限元法和采用静态的三因素灰色计算模型GM(0, 3)对厂区岩体初始应力场进行回归反演分析。计算结果表明,厂区存在较大的水平向地质构造作用,岩体的地应力由自重和构造应力叠加而成。实测点的计算应力值与实测值在量值上和方向上都较为接近,表明经过回归得到的地应力场是合理的,从而获得地下厂房厂区初始应力场较为合理的分布规律,为地下厂房的开挖模拟及稳定性分析提供了合理的初始应力场。     

基于WRF模式的青藏高原斜坡和平台加热影响亚洲夏季风的模拟研究

青藏高原大地形的热力强迫作用对亚洲夏季风的形成和发展具有重要的影响.本文利用较高分辨率的WRF区域模式,探讨了高原不同区域(斜坡和平台)的地形加热分别对南亚夏季风和东亚夏季风的影响.结果表明:高原南部喜马拉雅山脉的斜坡地形加热对其周围局地的环流形势和降水影响十分明显,是南亚夏季风北支分量形成和维持的主导因子,也是斜坡上气流爬坡和降水发生的必要条件.斜坡加热对东亚夏季风也有明显的增强作用,它不仅加强了中国东部低空西南季风环流,还会造成北部南下的异常干冷空气的响应.斜坡上的地形加热作用也是对流层高层暖中心位置维持在斜坡上空的一个重要原因.而高原平台加热对季风环流和降水的影响虽然没有喜马拉雅山脉斜坡加热那么显著,但是对南亚夏季风的影响范围更广,对经向哈得来环流影响更明显,能够调控高原以外更远处热带洋面上的西南季风环流.通过比较高原不同区域地形加热条件下的多种季风指数,进一步表明了高原地形加热对南亚和东亚夏季风均有增强作用,但是高原不同区域的地形加热对两类夏季风子系统又会产生不一样的影响.     

SWY-Ⅱ型水位传感器的校准方法研究

提出一种水位传感器准确度的实验室校准方法,并结合地震台站的实际观测情况,对实验室校准方法进行改进,提出一种地震台站现场水位传感器的校准方法。通过地震台站现场校准方法的提出,从原理上基本解决了由于现场环境因素、压敏元件的非线性因素给水位观测带来的系统误差。     

水温微动态形成的水热动力学与地热动力学机制

以井-含水层热系统分析为基础,结合井水温度(水温)动态观测到的实际结果,提出了水温微动态形成的两类基本机制,即水热动力学机制与地热动力学机制.水热动力学机制指井水温度的动态是由于水流动产生的热对流引起的变化;地热动力学机制指井区岩土中大地热流作用或热传导引起的井水温度变化.结果表明,多数同震响应是水热动力学机制下生成的水温微动态;水温的震后效应或变化则多是热传导或深部热流变化引起的,属于地热动力学机制下生成的水温微动态.少数水温微动态特征较为复杂,多是源于井-含水层系统中包含有多个水文地质特征差异明显的含水层,尚不能简单地用水热或地热动力学机制予以解释.     

2014年景谷地震震中附近地裂缝成因初析

2014年10月7日云南省景谷县发生了M_s6.6级地震,震中附近出现了一系列的地裂缝。本文通过对这些地裂缝的实地调查,结合震源机制、余震分布、烈度分布等其它信息,综合分析探讨了这些地裂缝的成因。结果显示,这些地裂缝都是斜坡在地震的震动影响下,由于重力作用而形成的。在此基础上,本文还深入讨论了不同裂缝的形成机制和模型,为以后甄别地裂缝成因提供了良好的范例。     

全球陆表水体高分辨率遥感制图

陆表水体是地表覆盖的重要组成之一,是气候变化研究、生态环境评估和宏观调控分析等不可或缺的重要基础信息.本文介绍了全球地表覆盖遥感制图项目中陆表水体总体研制情况.项目通过收集、处理美国陆地卫星Landsat TM/ETM+、国产环境减灾星(HJ-1)等影像,实现了2000年、2010年两个基准年度的全球30 m分辨率多光谱影像的有效覆盖,影像纠正精度满足1:20万制图要求,两期影像配准中误差控制在1个像元以内.根据30 m分辨率尺度的水体光谱特征与几何形态,合理地设计提取指标,结合基于像元分类法简单易操作、面向对象分类法可综合利用各种规则知识的优势,开展水体信息的精细化提取,最后利用人机交互来进一步优化完善分类结果,实现全球水体的高精度遥感制图.完成的全球陆表水体数据成果GlobalLand30-water 2000和GlobalLand30-water 2010,属目前全球尺度下最高分辨率的分类成果,自评估总体精度为96%.该数据是开展全球陆表水体空间分布格局分析、揭示地域差异、研究时空波动规律以及进行生态环境健康诊断等相关研究工作的重要基础数据.