基于能耗最优的TLP张力腿水下无线监测组网方法研究

张力腿作为张力腿平台(tension leg platform,简称TLP)的重要组成部分,服役水深大,动力学行为复杂多样。为了保障张力腿的结构安全,开展张力腿的水下全方位监测十分必要。文中以某TLP为依托,构建一套能耗最优的张力腿监测系统。首先,利用附加质量法对张力腿进行湿模态分析,结合有效独立法与模态置信度准则确定张力腿监测节点的具体布设方案;其次,以能耗最低为优化目标,基于遗传算法建立了水下无线组网监测方案,同时讨论了监测节点存在失效时监测数据传输路径改变方案;最终,得到一套能耗最优的TLP张力腿水下无线组网监测方法,以降低水下监测系统维护成本。     

南海北部陆坡沉积物中硫酸盐浓度变化模型与硫酸盐甲烷界面(SMI)的计算

硫酸盐作为电子受体,在有机质早期成岩作用中扮演着十分重要的角色,且较浅的硫酸盐甲烷作用带往往预示着下部有较大的甲烷逸散,或下部暗含天然气水合物藏(或天然气藏)。南海北部作为天然气水合物赋存区,了解赋存区沉积物中硫酸盐浓度变化对我们研究沉积物早期成岩作用和水合物的赋存是有重要帮助的。本文在分析了南海北部陆坡多个站位的沉积物柱状剖面中硫酸盐浓度变化特征之后,提出了南海北部硫酸盐变化模型及SMI界面深度计算方法。根据南海北部硫酸盐变化特征由浅至深可依次划分为有机质氧化驱动硫酸盐还原带、中层过渡带及下部甲烷厌氧氧化还原硫酸盐带。其中部分站位下部甲烷厌氧氧化硫酸盐还原带可分为上、下两层,两者硫酸盐还原速率以及硫酸盐梯度具有明显差异。有机质氧化带与甲烷厌氧氧化还原硫酸盐带在区内各处广泛发育,中层过渡带的存在与否取决于下部甲烷通量,在通量较大的地区中层过渡带消失。表层硫酸盐浓度增大是由有机硫氧化产生硫酸盐引起的。还应该注意的是,在计算SMI界面深度时,应剔除上部有机质氧化消耗硫酸盐的相关数据后进行计算,若下部甲烷厌氧氧化层根据硫酸盐还原速率可以划分成不同的两层,则应该使用下层数据进行拟合,计算SMI界面深度。     

煎茶岭韧性剪切带的厘定及其地质意义

通过野外地质调查、室内(超)显微构造观测和构造岩石组构分析等方法厘定了煎茶岭地区北西西向和北东向两条韧性剪切带,前者出露于研究区的北部,后者出露于研究区的南部,两者交汇于煎茶岭,无论沿走向还是顺倾向均呈舒缓波状。韧性剪切带内发育糜棱岩系列、构造片岩、荚片构造、S-C面理、旋转碎斑系、A型褶皱、亚颗粒、位错弓弯、位错列、位错网等宏观和(超)显微构造特征,结合构造岩中石英光轴优选方位型式等证明两韧性剪切带呈共轭产出,至少经历了三期活动:中元古代晚期,北西西向脆韧性剪切带为压扭性右行剪切,北东向脆韧性剪切带为压扭性左行剪切,σ1≈282°∠24°,古应力值约59.1MPa;加里东期,前者为张扭性右行剪切,后者为张扭性左行剪切,σ1≈344°∠78°,古应力值约86.5MPa,超基性岩体以岩墙扩展式侵入到韧性剪切带内,预测北东向韧性剪切带深部还存在一定规模的超基性岩体,是今后寻找与超基性岩有关矿产的重要靶区;海西期,随着脆性程度进一步增加,北西西向韧脆性剪切带经历了压扭性左行剪切,北东向韧脆性剪切带经历了压扭性右行剪切,σ1≈120°∠20°,古应力值约116.3MPa,花岗斑岩体以气球膨胀式侵位。韧性剪切带对金镍矿有重要控制作用。     

甘肃地震预警测站典型异常波形的频谱分析

新时期地震预警在保障人民群众生命财产安全中意义重大。近几年,国家在地震预警工程建设上投入巨大,但对于预警测站运维经验梳理总结较少。以甘肃省地震预警测站典型异常突刺的波形资料为研究对象,基于傅里叶变换对异常波形进行频谱分析,探究造成波形异常的干扰源频带范围。研究表明：波形的异常突刺优势频率为0.2～46 Hz。其中,直流电对波形产生的干扰,优势频率为0.2～15 Hz;市电对波形产生的干扰,优势频率为30～46 Hz。结果表明：市电和智能电源的输电线在与摆线并线时,市电及直流电会对波形造成干扰,形成突刺波形。研究利用频谱分析快速、准确筛查干扰源的方法,为地震预警运维工作提供了新思路。     

网络编码VS．存储转发：移动自组网中实时多播机制仿真研究

为了客观评价基于网络编码的移动自组织网实时多播协议在时延、系统开销及可靠性性能增益,在NS2仿真平台上实现了一种基于网络编码的实时多播协议。通过仿真研究,将其性能与传统的基于存储转发的典型实时多播协议进行了比较。结果表明：易于网络编码的实时多播协议在系统可靠性和开销方面具有显著优势,但在时延性能方面仍不如传统的路由协议。表明通过合理的参数设置,NCRM可以在时延、可靠性和系统开销三者之间取得良好的均衡。     

SDC-2500型煤层气车载钻机桅杆支架的模态分析

煤层气车载钻机桅杆是重要的执行机构,桅杆支架是桅杆的重要支撑,其工作振动的稳定性直接决定着桅杆工作的可靠性。采用有限元模态分析方法,对桅杆支架自由振动状态和预应力状态进行模态模拟分析,得到此两种状态下固有频率和模态振型数值结果及变化规律,通过对比分析,说明二者的结果很相近,但也存在细微差别,结果表明预应力对桅杆支架的振动影响很小,同时验证了桅杆支架不会产生共振,为支架结构设计提供了支撑,为拓扑优化设计和更深入的动力学分析提供了理论基础,具有十分重要的意义。     

5000米地质岩心钻机主绞车设计

为应对深地探测工程对特深孔地质钻探装备提出的新要求,“十三五”国家重点研发计划立项开展5000 m地质岩心钻机的研发。作为钻机核心部件的主绞车,需要满足自动化、智能化钻探需求。在调研了主绞车的研究发展现状基础上,借鉴石油钻机绞车的结构,确定了本主绞车运行参数及方案,并对关键零部件进行了设计与选型,完成了主绞车的设计。经过验算,主绞车运行参数能满足特深孔岩心钻探工艺的要求,并可以在地热、浅层油气探采等领域进行应用拓展。     

沙尘和生物气溶胶的环境和气候效应

沙尘气溶胶对海洋生态系统的影响及其气候与环境效应,以及生物气溶胶对人类健康的影响及其气候效应是近年来大气气溶胶研究的热点问题。沙尘气溶胶和生物气溶胶之间有很强的联系,沙尘可作为空气中微生物的载体,沙尘气溶胶影响海洋生态系统之后又会影响海洋上空生物气溶胶的产生。本文回顾了国内外沙尘气溶胶对太平洋海域生态系统影响的研究进展,以及生物气溶胶的研究历史和气候效应,特别是中国科学院大气物理研究所十多年来的有关工作。     

地面微倾斜可液化场地中地铁地下车站结构的地震反应研究

砂土液化造成了大量建筑物的破坏,但目前对砂土液化地基中地铁地下结构的地震反应研究相对较少,尤其对微倾斜液化地基中地铁地下结构地震反应的研究更为缺乏。基于有限单元法,采用已开发的砂土液化大变形动力本构模型模拟液化土层的剪切大变形,采用基于ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)算法的有限单元网格动态自适应调整技术解决土体液化大变形发生后有限单元的畸变问题,建立了地面微倾斜液化地基中土体-地下结构非线性动力相互作用的数值分析模型,分析了地面倾角变化对地铁车站周围地基液化分布特征、车站结构周围土层侧移变形特征、地下结构上浮和应力反应的影响规律,揭示了微倾斜液化地基中地铁地下车站结构的地震反应特征。     

新疆哈密库姆塔格沙垄北段韧性剪切带特征及其地质意义

通过野外调研和显微构造测试,分析了新疆哈密库姆塔格沙垄北段韧性剪切带几何学、运动学和动力学特征,探讨了韧性剪切带的演化及其地质意义,详细研究了韧性剪切带S-C面理、波状消光、变形条带、变形纹、机械双晶、亚颗粒、动态重结晶颗粒、核幔结构、压力影、旋转碎斑系、显微裂隙和石英、方解石c轴组构等显微构造特征,并对其形成机制进行了解析。