霍尔锚抛锚深度模型试验研究

河床或海床中会布设光缆、管线、隧洞等结构物,如果该水域上有船只抛锚,就要考虑抛锚对结构物安全的影响。通过模型试验探究了霍尔锚在黏土中的抛锚深度,研究了贯入速度、锚重以及土强度对抛锚深度的影响。在模型试验中,用MEMS加速度传感器捕捉锚在土中运动时的加速度,并由加速度积分得到锚的下落速度及对应的下落位移。模型试验结果表明:当霍尔锚以极限速度贯入软黏土中时,17.8 t锚在强度为7.5 k Pa土中的贯入深度为4.0 m; 42 t锚在强度为8.3 k Pa的土中贯入深度为6.7 m。根据试验结果建立了霍尔锚在土中动力贯入时的运动微分方程,分析了作用在锚上的各项受力,并预测了抛锚深度。此外,根据模型试验结果,建立了抛锚深度和锚的总能量之间的经验公式。     

暗晕子结构的数值搜寻与统计性质

宇宙学数值模拟预言的暗晕及其子结构的统计性质,被广泛应用于星系形成模型、近邻宇宙学、红移巡天、宇宙大尺度结构、引力透镜和暗物质搜寻等研究领域。在精确宇宙学时代,随着天文观测能力的不断增长,人们对模型精度提出了更高的要求,因此,数值模拟及其分析工具将继续起到不可替代的巨大作用。数值模拟中物质结构的性质往往与具体的搜寻算法有关,从最初通过数值模拟发现子晕到现在的20年里,结构搜寻算法有了极大的发展,新算法不断涌现。了解不同数值搜寻算法的实现及其差异,有助于分析模拟结果的系统差和不确定性,增强研究的可重复性。通过总结现代子晕数值搜寻的基本方法,并以几种典型的搜寻算法为例,探讨了它们之间的异同,及其对相关研究的影响;回顾了子晕的基本统计性质,包括质量函数、空间分布和密度轮廓等,以及这些统计结果对搜寻算法的依赖。此外,还讨论了重子物理的影响。     

太阳活动千年尺度的准周期性波动

2004年,Solanki等人利用树木年轮中δ14C含量变化重建的太阳黑子数序列研究太阳活动的论文被Nature发表,该黑子序列自1895年起向历史时期延伸了11400年.本文采用最大熵谱分析方法和小波变换方法分析了这一重建的太阳黑子序列,重点讨论太阳活动在千年尺度上的周期性波动.结果表明,太阳活动的长期变化中存在接近千年和略大于两千年的准周期信号,以及可能存在约7千年的波动,得到了这些准周期分量的参数.这些准周期分量的周期长度和振幅是随着时间变化的,文中给出了它们的时变图象并讨论了它们的时变特征.     

基于光纤光参量放大的异步双波长全光再生技术研究

本文提出了一种新型的多波长全光再生方案,利用相位时钟光纤光参量放大,并采用相邻信道偏振正交的方法,实现对由异步信源产生的双波长信号全光再生.理论分析了参量放大中的增益饱和现象用于幅度噪声抑制,以及利用相位时钟及后续色散实现对信号定时的机理.在这个基础上,对两个独立信源产生的异步双波长10 Gbit/s信号进行再生实验,实验表明该方案有效的抑制了基于多波长3R再生系统中信道间的四波混频与交叉相位调制等非线性干扰.系统在单波长和双波长情况下分别将两路信号信噪比改善了至少6.5 dB与4.5 dB.误码率测试结     

深圳海域弧菌种类组成、数量分布及其与环境因子的关系研究

研究了深圳海域2008年4月、9月的水体弧菌数量、种类组成及其分布,探讨了弧菌总数及各优势类群的数量分布与环境因子间的相关关系。结果表明:弧菌总数分布具有季节性,东部海域春季(4月)的弧菌数量高于秋季(9月)的,其均值分别为1.50×10⁴ ,8.89×10² CFU/cm³;在西部海域秋季的略高于春季的,其均值分别为5.09×10²,2.66×10² CFU/cm³;弧菌数量最高值出现在大亚湾(4.40×10⁴ CFU/cm³)。弧菌的优势类群具有季节性分布特征:春季特有的优势类群有Vibrio gigantis类似种和V. splendidus类似种,秋季特有的优势类群有V. natriegens类似种;V. alginolyticus类似种是两个季节共有的优势类群,其数量春季高于秋季的。弧菌种类、数量与海水温度、盐度及细菌总数、Chl-a等环境因子有一定的相关性,其中盐度为弧菌种类及数量分布的主要影响因子。     

具有运动补偿高精度海洋气象多参数模拟仪的研制

针对船舶气象仪的综合检查过程中检测周期长、人工排查效率低以及传统的自动气象站传感器信号模拟器的模拟精度低,没有相关运动补偿算法导致此类系统不适应海洋船舶应用环境的问题,对气象要素传感器的高精度信号采样电路、信号输出、软件滤波和运动补偿等方面进行了研究。通过分析传感器和船舶气象仪的原理,设计了各个气象参数的采样电路、信号模拟电路、触摸屏、GPS和电子罗盘采样与模拟电路,并在近海测试过程中进行了运动补偿模型测试,并基于STM32微控制器进行了该仪器的系统检测实验。研究测试结果表明：该系统具有低功耗、高可靠性、高精度的特点,能应用于海上环境,同时具有对船舶实时定位、气象要素实时模拟和采集、运动补偿多项功能。并且本系统精度在运动补偿后,系统测量方差为0.019 3 m/s,精度提高至接近真实值,均符合《海洋调查规范第3部分：海洋气象观测》的标准。     

沂沭断裂带及附近地区垂直形变特征分析

利用小波变换分析方法提取沂沭断裂带及其分支断裂跨断层流动短水准和长水准趋势变化成分, 计算分析不同断裂的垂直形变速率和受力状态, 结果表明: 沂沭断裂带及其北西向分支断裂近期垂直形变速率均较小, 没有明显的速率异常和受力状态改变; 同一断裂具有分段和分时活动特征, 断裂活动性质与地质考察结果基本一致; 大部分水准观测场地在1995年苍山5.2级、 2011年日本9.0级地震前后断裂垂直形变速率和受力方式发生了变化; 山东近几年出现的跨断层水准异常基本结束, 仅存的冯家坊子水准异常存在一定干扰, 沂沭断裂带及附近地区近期发生强震的形变背景尚不明显。     

风云三号卫星微波观测的临近空间大气扰动特征

风云三号C星(FY-3C)同时装载有设置了50～60GHz和118.75GHz附近氧气吸收带内通道的微波大气垂直探测器,可以用于监测临近空间下部的大气温度.本文的首要目的是展示FY-3C微波大气垂直探测器在监测临近空间(尤其是平流层)强重力波扰动中的优势特点.在给出平流层强扰动监测结果的基础上,分析了不同波段不同通道监测平流层大气温度扰动的能力.随后,对比分析了FY-3C大气温度探测通道与国外同类仪器在观测平流层扰动中的异同点,并进一步讨论了不同平台相同大气微波探测通道联合分析平流层扰动过程的能力.本文在统计2013年冬季(2012年12月和2013年1、2月)和2014年夏季(2014年6、7、8月)的微波大气垂直探测器观测的全球平流层扰动出现频率分布的基础上,利用FY-3C微波大气温度探测器分析了格陵兰岛附近2014年1月7—11日一次平流层扰动过程.结果表明,FY-3C微波探测器50～60GHz和118.75GHz波段可用于获取平流层不同高度上的大气温度扰动特征,且前一波段的探测能力显著地优于后一波段.随后,针对2014年1月11日拉布拉多半岛附近的平流层强扰动过程,基于FY-3C的MWTS-Ⅱ与METOP-B的AMSU-A的对比观测表明,MWTS-Ⅱ能够揭示平流层波动更细致的水平结构特征.最后,针对2014年8月10日安第斯山脉附近不同平台仪器的相同通道探测结果的分析表明,多平台联合观测可以进一步提高平流层强扰动监测的时间分辨率.     

南岭-武夷交汇区的深部背景及地壳泊松比

为研究南岭-武夷交汇区深部动力学过程提供深部背景资料和科学依据,本文利用远震P波接收函数H-κ叠加和共转换点（CCP）叠加两种方法获取了研究区66个宽频带流动台站及24个固定台站下方的地壳厚度、泊松比和Moho面起伏形态,揭示了扬子地块与华夏地块地壳结构及泊松比变化特征,给出了南岭和武夷之间一条莫霍凸起带的高分辨图像.
结果显示：（1）研究区内地壳厚度平均值为31.2 km,泊松比平均值为0.23,总体呈现薄地壳、低泊松比的特点.地壳厚度从西北往东南由厚变薄,与区域地壳伸展特征相一致.（2）在韶关-赣州-吉安-南昌一线存在条带状薄地壳结构,平均值为28 km,呈南西-北东向展布,对应的泊松比值略微升高.推测地壳减薄带的形成可能与来自南海方向的地幔热流上涌有关.（3）江南造山带的泊松比整体偏低,存在两处平均值小于0.21的区域.华夏地块内地壳厚度与泊松比之间存在弱的负相关,表示随着地壳厚度的增大,铁镁质的下地壳厚度在整个地壳厚度中所占的比例减小.     

龙马溪组页岩数字岩心动态法弹性等效数值建模

数字岩心是计算岩石弹性性质的一类常用方法.龙马溪组页岩具有多矿物构成、复杂微结构和强非均质等特征,常规岩石物理的弹性等效解析建模局限性较大,目前流行的静态数值等效建模方法的精度有限.本文基于高分辨率的页岩数字岩心数据,采用多阈值分割方法将数字岩心分解为黏土、石英、孔隙、TOC、长石类、黄铁矿类等六种矿物类型;利用矿物组分等效模量法计算各类矿物的弹性模量;采用二元函数分水岭方法表征不同压力下的岩石孔隙变形和颗粒接触关系变化;通过取向分布函数(ODF)定量分析矿物颗粒展布造成的各向异性特征.最后基于Biot孔弹方程,采用不分裂卷积完全匹配层(CPML)旋转交错网格有限差分法模拟不同压力下弹性波在数字岩心中的传播.以未加压的数字岩心为参考模型,计算不同压力下弹性波走时的平均时间差,进而估算各压力点的数字岩心等效速度.与该岩心样品的超声实验测量速度比较,动态法数值计算结果略偏高,据此校正数值计算过程中表征岩石微结构及颗粒接触关系随压力变化的二元函数,有效改善动态法弹性等效数值建模精度.