一种改进的光滑粒子动力学法在地震条件下岩质边坡中的验证与应用

开发一种改进损伤框架的粒子流算法,被称为核断裂的光滑粒子流法（kernel-broken smoothed particle hydrodynamics,KBSPH）,用于模拟地震条件下岩质边坡的裂纹扩展和变形破坏过程.在KBSPH中,提出一种改进的损伤框架,通过引入断裂标志来改进损伤粒子的核函数,使损伤粒子的虚拟应力键直接断裂,裂纹在断裂的应力键间生成,从而模拟岩石的裂纹扩展过程.在地震边界上采用了双层边界,将动力输入边界与黏滞边界分离.首先通过薄板振动实验验证KBSPH的动力特性.其次以单裂隙岩体单轴压缩试验验证KBSPH的断裂力学特性.最后模拟地震条件下多节理岩质边坡中裂纹扩展过程和动力响应.薄板振动实验验证了KBSPH的动力特性的准确性.单裂隙岩体单轴压缩试验,证明了KBSPH可以正确模拟预制裂隙尖端的翼型裂纹.通过对比以往数值模拟方法和现场案例,表明KBSPH正确揭示了加速度放大效应以及地震条件下岩质边坡的裂纹扩展过程.KBSPH避免了传统算法的网格畸变,损伤粒子应力分量重新分配的问题,降低了编程难度,提高了运行速率,可为SPH在地震条件下岩石力学中的应用和理解岩石断裂机理提...     

动力定位平台协同运动控制与栈桥运动响应研究

随着海上油气开采作业及海上风电运维项目对于人员安全性、舒适性提出的越来越高的要求,生活支持平台应运而生。生活支持平台与生产平台通过栈桥连接。如何在复杂的海洋环境中保持栈桥的安全性,对于保障人员生命安全,尽可能地延长作业时间以及节约项目运营成本都有着重要意义。针对一座配备动力定位系统的生活支持平台和一座锚泊辅助动力定位的生产平台以及它们之间搭载的栈桥展开研究。设计了基于一致性算法的跟踪控制器,以实现两平台间的协同运动控制,使两平台间的距离不超过栈桥的可伸缩长度范围。在此基础上,研究不同环境载荷方向下栈桥的运动响应情况。当环境载荷方向从0°变化到90°时,伸缩量和变幅角增大,而回转角减小,它们变化的频率也存在一定差异,其中回转角对于环境载荷方向的变化最为敏感。     

基于涉海A股上市公司的中国沿海地区海洋经济网络结构韧性演化研究

伴随着中国海洋经济战略地位的不断提高,在内外部扰动下增强中国沿海地区海洋经济韧性成为了发展海洋经济的必然途径与重要保障。论文从海洋经济网络结构视角开展韧性研究,运用涉海A股上市公司及其子公司信息构建海洋经济网络,分别从层级性、匹配性和传输性3个维度对2010、2015、2020年海洋经济网络结构韧性进行评价。结果表明：(1)中国沿海地区海洋经济网络层级性提升,区域绝对极化与相对均衡化并存;(2)匹配性由同配性转变为异配性,核心城市与边缘城市的联系增强;(3)传输性总体上处于较低水平,但具有提升之势;(4)层级性、异配性与传输性的增强提升了海洋经济网络的凝聚性、创新性与开放性,使中国沿海地区海洋经济网络结构韧性得到增强。研究旨在丰富经济地理学韧性研究以及为海洋经济安全发展提供一定的研究基础和参考依据,以期助力海洋经济高质量发展。     

新疆孔雀河北岸中更新世湖相沉积物年代学及沉积速率特征

选择位于新疆孔雀河北岸的LX01湖相沉积剖面作为研究对象,根据14个ESR年代结果,建立了塔里木盆地东部中更新世湖泊沉积地层的年代序列。此外,采用ESR测年法得到了剖面的沉积速率,在727～93 ka BP期间,研究区域平均沉积速率介于0.429～3.895 cm·ka^-1,表现为沉积速率不稳定,发生了较大变化,不但有长期缓慢的变化,还有短期的急剧变化,总体呈现波动特征。具体表现为：727～278 ka BP期间,波动幅度逐渐增大;278～93 ka BP期间,沉积速率阶段性降低。在此基础上,通过对比分析罗布泊地区中更新统沉积速率和罗布泊及周边区域中更新世期间的气候变化,发现位于孔雀河北岸LX01剖面沉积物的沉积速率可在一定程度上揭示罗布泊地区中更新世期间的古气候变化特征,表现为：沉积速率速率高的278～200 ka BP、306～325 ka BP、389～410 ka BP、530～568 ka BP、638～679 ka BP为温暖湿润气候;沉积速率低的93～200 ka BP、278～306 ka BP、325～389 ka BP、410～530 ka BP、568～638 ka BP、679～727 ka BP为冷干气候。该研究为中更新世地层沉积速率的空间分布特征和古气候变化研究提供科学依据。     

基于风云四号静止气象卫星的局地对流智能化预警模型及应用

强对流等灾害性天气给人民生活和社会经济发展造成了严重影响,准确理解强对流发生的机理及提高其预报效果仍然是具有挑战性的工作。综合利用我国自主研发的新一代地球静止轨道气象卫星风云四号高时空分辨率观测数据和中国气象局全球数值预报(China Meteorological Administration-Global Forecast System, CMA-GFS)格点化产品,研究局地对流发生前大气环境场的特征和关键影响因子的变化。分析表明：卫星观测得到的云顶冻结信息以及表征大气的不稳定性、水汽含量等数值模式变量是预测局地对流发生的重要因子。利用面积重叠法和光流法对云团进行连续追踪,采用机器学习技术建立了中国区域局地对流发生和强度分级(弱、中、强)预警模型2.0版本(Storm Warning In Pre-convective Environment Version 2.0, SWIPE-V2.0),实现了局地对流的智能化预警。独立检验结果表明：模型对6个不同分区的雨季8 mm/h以下强度降水相关的对流判识准确率在0.5～0.85,对8 mm/h以上强度降水相关的对流判识准确率在0.69～0...     

深度均匀采样梯形网格有限差分地震波场模拟方法

由于重力引起的岩石压实效应,一般来说,地震波传播速度由浅入深整体逐渐增大.梯形坐标系设计可耦合速度由浅入深逐渐增大的变化,该坐标系中均匀网格采样所对应的物理直角坐标系网格由浅入深逐渐增大,也即浅部低速区对应细网格,深部高速区对应粗网格.在梯形坐标系表征波动方程后利用有限差分求解,本文实现一种深度均匀采样、横向采样间隔随深度增加逐渐线性增大的有限差分地震波模拟方法.梯形坐标系波动方程离散后,仍采用常规均匀网格有限差分算法对其求解.由于横向网格大小由浅入深线性增加,本方法可避免不同大小网格区域过渡所产生的虚假反射.梯形坐标系波场模拟浅层精度高,深层横向响应范围广,可有效减少有限差分网格数量.本文提出的方法是在更广义的坐标系下利用有限差分求解波动方程,正交坐标系仅为该梯形坐标系之特例.本文旨在为大速度动态范围深地高效高精度地震波场模拟提供一种思路.     

多功能视角的沿海港口城市体系位序规模结构及耦合类型

运用位序规模法则,以2001—2015年中国47个主要港口城市为研究样本,探讨多功能视角的沿海港口城市体系位序规模特征及其层级结构,以航运物流为基础功能划分其多功能发展的耦合类型。研究表明:①2001—2015年,沿海港口城市体系中制造业功能位序规模分布的无标度区出现双分形结构,层级分割特征显现,其余功能则为单分形;从长期演化看,仅航运物流功能位序规模分布由集中化向均衡化发展,商贸功能、制造业功能(无标度区一)、现代服务功能和人口集散功能则处于集中化态势。②沿海港口城市体系层级结构由金字塔结构逐步向纺锤状结构过渡,普遍形成了全国性枢纽、区域性枢纽、区域性副中心、区域性节点与地方性节点5个层级。③从多功能耦合类型看,港口城市传统功能普遍超前而高端服务功能滞后,城市类功能提升速度较慢且趋于平缓,表明中国沿海港口城市多功能发展仍处于低水平,产业体系结构有待进一步优化。④从不同层级港口城市来看,区域性枢纽城市、区域性副中心城市各功能均处于快速增长阶段;区域性节点和地方性节点城市则仍处在工业和商贸等传统功能增长阶段。     

白洋淀芦苇台地土壤理化因子及其酶活性特征

2009年4月22日、6月23日、8月31日和10月31日,在白洋淀鸳鸯岛、北田庄和圈头村芦苇(Phragmites australis)台地3个垂直剖面(0～10cm、10～30cm和30～60cm)上采集了土壤样品,分析了不同季节的土壤理化因子和4种土壤酶活性的时空变化及其相互关系。结果表明,白洋淀芦苇台地土壤含水量随着土壤深度的增加而增加;土壤有机质含量随土壤深度的增加而减少,0～10cm表层土的有机质含量都在70g/kg以上;土壤的全氮和全磷含量随土壤深度的增加而减少,各采样地0～10cm表层土壤的全氮含量为2.04～3.41g/kg,全磷含量为0.71～1.14g/kg。3块采样地0～60cm土壤的蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性、脱氢酶活性和荧光素二乙酸酯(FDA)水解酶活性分别为0.53～28.56mg/g、0.44～2.36mg/g、1.62～12.18mg/g和8.07～172.65μg/g,表层土壤具有较大酶活性。芦苇台地4种土壤酶活性与土壤含水量呈显著负相关(p<0.01),与土壤有机质含量、全氮含量、全磷含量呈显著正相关(p<0.01)。