扰动引力多核快速并行算法

远程飞行器和弹道导弹的精确控制与导航会受到地球外部扰动引力场的影响,实践中常利用地球重力场位系数模型计算扰动引力矢量,但其计算效率随着所用模型阶次的升高而显著降低。针对这一问题,文中提出利用OpenMP并行算法快速计算轨迹点扰动引力矢量,在不损失精度的前提下有效提高了计算效率。通过数值实验可知,所提方法可以提高扰动引力矢量的计算效率,加速比达到6倍。这也为重力场元快速计算提供了参考方案。     

基于OpenMP多核并行算法的垂线偏差快速计算

针对利用超高阶地球重力场模型计算大范围、高分辨率区域垂线偏差效率低的问题,提出基于OpenMP多核并行技术的数组升维和分区计算方法。实验表明,该方法计算垂线偏差的加速比最高达到5.6倍,显著提高了超高阶垂线偏差的计算效率,也为解决重力场数据处理过程中类似的快速计算问题提供了思路。     

基于手机信令数据的北京市人口空间分布特征

手机信令数据兼有时间信息和空间信息,是用于研究人口空间分布、城市空间特征较好的大数据。利用手机信令数据和乡镇区划数据,分类分乡镇分析提取不同口径用户数量及用户密度概率分布函数,北京市人口空间分布及其均衡性。研究发现：北京市人口分布呈现出由首都功能核心区向中心城区和新城扩散的态势,对于手机信令可分时段统计用户,呈现出人口密度分布并不平衡,中心城区和新城个别街道如卢沟桥街道、新桥街道、沙河地区等工作居住用户远超于其他乡镇街道,人口聚集明显;在职住方面,个别街道存在就业功能空间外溢,居住功能空间紧张的现象,职住用户分布不匹配现象。     

基于灾情信息的1981—2017年北京地区降雹特征

该文对1981—2017年北京地区1010个高精度冰雹灾情信息进行统计分析。从年代际变化看,1981—1990年平均降雹日数为10 d,1991—2000年和2001—2010年年平均降雹日数均有所减少（5.67 d和4.33 d）,而从2011年起,年平均降雹日数急剧增加到21 d。1981—1995年年平均最大冰雹直径总体呈增加趋势,2002年开始总体较小。从年变化看,冰雹日数的年变化呈明显的单峰型即初夏峰型,4月起降雹日数逐渐增加并在6月达到峰值,其后缓慢下降。从空间分布看,北京地区的降雹分布十分广泛,但高频次降雹区域主要集中在北京西北部延庆区,平均每年至少发生两次降雹,此外降雹高值区还出现在城区的海淀区。2010年后,降雹范围明显增大,同时降雹分布也由相对集中变为相对均匀。     

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长白山地区火山岩中稀土元素特征及赋存状态初探

长白山地区位于滨太平洋新生代火山区,区内粗面玄武岩广泛分布,面积近20000 km²。该区粗面玄武岩中稀土元素含量很高,如何开采利用不仅取决于其含量,还取决于其赋存状态,但这方面的研究迄今未见报道。本文采用电感耦合等离子体光谱法分析长白山地区火山岩中的主量元素,获得其岩相组成信息,采用电感耦合等离子体质谱法分析稀土元素,由此得到其地球化学特征,并结合分级提取实验,初步探讨长白山火山岩中稀土元素赋存状态。元素分析结果表明,研究区内火山岩的岩性主要以粗面玄武岩和粗面岩为主,稀土元素的总量(∑REEs)为211~893 μg/g,其中以粗面岩显著富集稀土元素;粗面岩的δEu为0.06~0.69,具有强烈的负铕异常特性,轻稀土元素与重稀土元素总量比值(∑LREEs/∑HREEs)为3.80~5.61,反映了该区轻、重稀土元素分馏程度较高,且具有富集轻稀土元素的特性。稀土元素的主要赋存状态为磷酸盐结合态(52.9%~88.5%)、碳酸盐结合态(14.6%~43.8%)、氧化物结合态(6.04%~18.4%),而以硅酸盐结合态和离子吸附态存在的稀土元素所占比例最少。分级提取实验分析结果表明,样品的稀土元素总量提取率为91.1%~108%,表明此分级提取方法适合于火山岩中稀土元素赋存状态的分析,为类似火山岩中稀土元素的赋存状态研究提供一种可行性参考方法。     

利用Minkowski距离逼近道路网络距离算法研究

道路网络背景下的距离度量（如道路网络距离、旅行时间）是在空间分析或空间统计过程中常用的距离度量,但在科研过程中由于道路数据的可获得性和精度等方面的限制,该类距离的计算可能较为困难。Minkowski距离函数是欧氏空间中的广义距离函数,其参数p值的不同代表着对空间不同的度量。利用Minkowski的通用性和灵活性（参数p不同的取值）,研究如何更好地逼近道路网络距离。同时,探索不同道路网络的部分计量特征（如密度、弯曲度等）与最优p值之间的关系。实验证明,相对于最常用的欧氏距离度量,优选p值后的Minkowski距离函数能够更大程度上逼近道路距离。而通过对道路网络计量特征与最优p值之间的关系的分析,指出了弯曲度与最优p值之间的对应关系,它对于p值的选择具有重要的指导意义。此外,为了验证Minkowski距离逼近算法的可行性,以地理加权回归分析为例,通过对比传统的欧氏距离度量、最优Minkowski距离度量和道路网络距离（旅行时间）对模型解算结果的影响,指出优选后Minkowski距离一定程度上更接近于采用旅行时间对模型解算的结果。     

Design and Test of 1/5th Scale Horizontal Axis Tidal Current Turbine

Tidal current energy is prominent and renewable. Great progress has been made in the exploitation technology of tidal current energy all over the world in recent years, and the large scale device has become the trend of tidal current turbine (TCT) for its economies. Instead of the similarity to the wind turbine, the tidal turbine has the characteristics of high hydrodynamic efficiency, big thrust, reliable sealing system, tight power transmission structure, etc. In this paper, a 1/5th scale horizontal axis tidal current turbine has been designed, manufactured and tested before the full scale device design. Firstly, the three-blade horizontal axis rotor was designed based on traditional blade element momentum theory and its hydrodynamic performance was predicted in numerical model. Then the power train system and stand-alone electrical control unit of tidal current turbine, whose performances were accessed through the bench test carried out in workshop, were designed and presented. Finally, offshore tests were carried out and the power performance of the rotor was obtained and compared with the published literatures, and the results showed that the power coefficient was satisfactory, which agrees with the theoretical predictions.     

基于Android平台的两种重力垂直梯度解算方法研究

重力垂直梯度测量在地球物理勘探中发挥着重要作用。通过测量实验,快速准确计算出重力垂直梯度值尤为重要。目前测定重力垂直梯度的方法有两种:传统测定法、同步观测法。针对重力垂直梯度测量进行需求分析,采用这两种重力垂直梯度解算原理,设计开发一款基于Android平台重力垂直梯度解算软件,其具有采集数据记录、数据处理、限差检验、精度评定和数据查询功能。最后,通过实地重力垂直梯度测量试验,对该软件进行运行性能和结果可靠性验证,并对比两种解算方法的精度。试验证明,该软件的两种解算方法都能够满足重力垂直梯度测量精度要求。