数值预报产品释用的阈值法研究

通过采用阈值法对数值预报产品进行释用,温度和晴雨预报的准确率有了明显提高,结果表明：阈值法是一种简单、快捷、准确的数值预报产品的释用方法,在实际天气预报中非常有效。     

冻融作用下土石混合体-混凝土界面强度劣化、孔隙结构演化及颗粒运移研究北大核心CSCD

土石混合体-混凝土界面在寒区工程广泛分布,其界面处颗粒骨架受冻融影响塌陷、重组,极易诱发界面强度劣化,是影响寒区工程安全运营的难题。解析冻融影响下界面的强度行为,揭示界面强度与孔隙结构和颗粒骨架的互馈效应,是解决此难题的关键。开展土石混合体-混凝土界面室内直剪试验,借助NMR分层测试及PFC数值模拟,获取界面区抗剪强度参数及孔隙结构演化特性,明晰界面颗粒旋转运移特征;基于分形维数理论,定量评价界面孔隙结构变化,阐释冻融下界面强度劣化机理。即强度骤降阶段界面处土石颗粒受冻胀挤压,其有序排列被打乱,联结、互锁作用弱化,此时孔隙体积、分形维数均增大,界面整体性下降;反翘阶段界面处大块土颗粒分裂重组、骨架塌落,形成块石为核、黏土在外覆盖的包裹体结构,孔隙内部复杂程度降低导致抗剪强度小幅提升;随冻融次数增加,碎石外土颗粒剥落,界面区孔隙体积及颗粒旋转量缓慢增大,界面逐渐脱黏劣化。研究成果对工程构筑物孕灾机制具有指导价值。     

月球极区冻结模拟月壤物理力学特性研究

近年来越来越多的探测结果表明,月球极区永久阴影区月壤中存在水冰。水是人类赖以生存的化学物质,也是理解月球独特的形成与演化过程的关键环节。因此,各航天大国均将月球极区作为探月工程的重要目标。冻结月壤的导热系数和单轴抗压强度是月球极区原位探测取样的基础和关键参数。本研究采用低温试验研究了冻结模拟月壤的导热系数和单轴抗压强度。结果表明：冻结模拟月壤导热系数随含水率增大而线性增大,冻结模拟月壤的导热系数为0.2~1.3 W?m^-1?K^-1。冻结模拟月壤单轴压缩过程中发生脆性破坏,5%含水率冻结模拟月壤单轴抗压强度约为5 MPa,10%含水率冻结模拟月壤单轴抗压强度约为13 MPa。在初始加载阶段,干密度相同、含水率不同的冻结模拟月壤试样因微裂纹压密导致的应变量基本相同;在线弹性阶段,冻结模拟月壤有效弹性模量随含水率增大而增大,其主要原因是含水率增大使得月壤颗粒间的冻结强度增大;在破坏阶段,含水率较高的冻结模拟月壤表现出脆性破坏特征,含水率较低的冻结模拟月壤表现出更显著的塑性特征。研究结果将为月球永久阴影区水冰探测方案制定、探测器研制等提供基础的科学数据支撑。     

Numerical experimental study on failure process of sandstone containing natural damage under freeze-thaw cycle北大核心CSCD

Natural damage such as fissures and pores make the rock microstructure show strong heterogeneity,which influences the failure process and mode. In this paper,the numerical test of freeze-thaw sandstone splitting failure with natural damage was carried out based on CT non-destructive identification technology,combined with digital image processing technology and CASRock numerical simulation software. The analysis of splitting failure mode,deformation localization and crack evolution process of freeze-thaw sandstone with natural damage reveals the failure mechanism of sandstone with natural damage under freeze-thaw and load. The results show that the expansion of primary pores（cracks）and the formation of new pores in sandstone are the main forms of freeze-thaw rock failure evolution. The failure of rock containing natural damage under freeze-thaw and load is related to the degree and distribution of natural damage. The generation of secondary cracks mostly occurs in natural damage-intensive areas. During the loading process,the stress in the localized damage zone is far greater than sandstone’s overall stress,and rock’s failure in the localized damage zone is synchronized with the energy release and stress release in the region. Localized damage reflects the evolution of cracks in rocks and helps to predict the direction of sandstone crack development. The failure mode of rock is related to the number of freeze-thaw cycles. The freeze-thaw cycles make the sandstone with natural damage gradually change from brittle failure to ductile failure,and the change of the overall strength of the rock is a gradual deterioration process. © 2022 Science Press (China).     

CNS/SINS组合导航系统的UKF算法研究

天文/捷联惯性（CNS/SINS）组合导航系统采用姿态组合,可使姿态角处于收敛状态,并有效抑制位置及速度的发散。为提高组合导航系统的精度,本文设计了CNS/SINS组合导航系统的UKF算法,在建立CNS/SINS组合导航系统非线性状态方程及线性量测方程的基础上,首先对UKF的量测更新过程进行简化,降低其计算量;然后,基于平台误差角提出系统状态协方差矩阵中姿态角协方差矩阵的计算方法,并推导了UKF算法中姿态量测值一步预测误差对应的平台角误差向量表达式,进而建立CNS/SINS组合导航系统的UKF算法;最后进行仿真实验。结果表明,相对于线性卡尔曼滤波算法及EKF算法,本文算法可明显提高组合导航系统的各导航参数精度,并且本文算法对滤波器初始姿态角误差变化具有较高的鲁棒性。     

一次弓形回波结构和演变机制的观测分析

基于单多普勒天气雷达观测和双多普勒雷达反演风场,对2009年6月3日河南商丘发生的一次弓形回波的结构和演变机制进行细致分析。系统发生前的环境均具有中等对流有效位能和中等偏弱低空垂直风切变。雷达分析显示,该弓形回波从超级单体开始,经过风暴合并发展而成的经典弓形回波结构,生命史约3 h。在超级单体阶段,具有中纬度典型超级单体的低层钩状回波、中层有界弱回波区和中气旋结构。超级单体减弱后,因强降水拖曳和降水蒸发冷却,引起云内强的下沉运动,将云外干冷空气带到云内,形成中层后方入流,并在地面形成强冷池,触发干冷后向入流,回波逐渐演化成为弓形。弓形回波成熟阶段,风暴相对后向入流急流在对流区后部2 km高度加速下沉,系统前沿增强至20 m·s^-1。在中层,系统后侧南北两端形成气旋和反气旋涡旋对,此中层涡旋对后向入流强度贡献约20%。在系统前缘低层（1.5 km）、出流边界附近,存在一气旋式涡旋。受后向入流急流和此低层涡旋的共同作用,在顶点附近产生超过32 m·s^-1的最大地面相对风速。至减弱期,低层出流扩展至系统前方20 km,截断了低层暖湿入流,使其快速减弱。     

地质流体 岩石反应的地球化学动力学方法

摘 要　 提出了一个以矿物生成和溶解的速率确定体系矿物沉淀的量来模拟水 岩反应的新方 法。新固相在体系中沉淀的量只依赖于沉淀速率‚而不是依赖于水 岩之间的平衡。考察了一 个矿物溶解生成次生矿物最终趋于平衡的溶解沉淀反应演化‚结果表明在水 岩体系中对于次 生矿物的部分平衡假定在许多情况下都不能成立。在这样的反应演化过程中亚稳矿物与溶液 之间总保持过饱和态‚矿物的沉淀速率随反应的进展而变化。同时‚当主要溶解矿物达到平 衡而溶解作用停止时‚次生矿物沉淀尚未停止‚直到体系饱和指数全部趋于0时‚才达到总 体平衡。用动力学方法处理地球化学过程中的水 岩反应比准稳平衡的简单假设更合理‚因为 动力学方法更符合自然情况‚同时产生了关于时间过程的时间尺度信息。     

低电压偶极子供电方式下的"偶极CHIM"应用效果

CHIM法自提出以来,一直在进行着不断的改进,但依然存在缺陷,主要表现在设备笨重、操作复杂、成本高、工作效率低,且大多数情况下只提取阳离子态的金属元素.在新的成晕理论的指导下,通过在已知矿区进行低电压(9V干电池)偶极子供电方式下的阴极提取实验,证实其方法有效性的基础上,考虑到阴离子和阳离子都可以提供找矿有用信息的条件下,首次提出了低电压(9V干电池)偶极子供电方式下的"偶极"提取法,并在山东招远尹格庄金矿和新疆210金矿进行了实验研究,结果表明,在已知矿体上方阴离子态元素异常也很发育,将阴离子异常与阳离子异常累加,可清晰地反映深部隐伏矿体的赋存位置.该改进的方法轻便、成本较低,可同时提取阴离子和阳离子态的金属元素,所获信息量大、提取率高,在野外工作方式灵活,适合于野外地质勘查和科研工作.     

新疆库鲁克塔格西段橄榄辉长岩脉 ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ锆石Ｕ－Ｐｂ年龄、地球化学特征及其构造意义

对新疆库鲁克塔格西段橄榄辉长岩脉进行了系统的岩石学、年代学和全岩地球化学研究,确定 了 岩 脉 成因,并探讨了其构造意义。ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ锆 石 Ｕ－Ｐｂ测 年结 果 表 明,橄榄辉长岩脉结晶年龄为（４３３．４±１．６）Ｍａ（ＭＳＷＤ＝２．２）,属志留纪中期岩浆活动的产物。全岩地球化学表明,岩脉具有高 Ａｌ２Ｏ３和 ＣａＯ、贫碱、低 Ｐ２Ｏ５ 和ＴｉＯ２ 的特征,属于钙碱性系列;另外,岩脉具有较高的 Ｍｇ＃ 值（７７．４７～７９．０１）、明 显的 Ｅｕ正 异 常（δＥｕ＝１．１２～１．２３）,其轻稀土元素轻微富集,重稀土元素相对平缓;微量元素蛛网图上岩脉富集大离子亲石元素 Ｒｂ、Ｂａ、Ｋ、Ｓｒ,亏损高场强元素 Ｎｂ、Ｔａ、Ｐ、Ｔｉ。综合分析表明,岩脉岩浆源自被俯冲板片流体改造过的地幔楔部分熔融,部 分 熔融比例在２％～１０％之间,由其形成的母岩浆在演化过程中遭受了低程度的陆壳混染,并经历了橄榄石和斜长石的堆晶作用。结合区域已有资料,认为塔里木北缘库鲁克塔格地区在古生代中期经历了南天山洋向南俯冲,橄榄辉长岩脉产于主动大陆边缘环境,该时期存在显著的大陆地壳垂向生长。      

攀西层状基性-超基性岩体的韵律特征及分形研究

攀西层状基性－－超基性岩体的韵律结构发育,岩体的岩石矿物特征、地球化学特征在垂向上均叶多级套叠的韵律式变化。通过对韵律结构全面、详细的研究,发现韵律结构具有分形特征;运用分形理论地大韵律层进行研究之后,认为层状岩 韵律结构的形成可能受５个实质性状态变量控制;进一步结合地质资料分析,推测达５个状态为量力：岩浆成分、压力、温度、氧逸度、重力。