Numerical prediction of blast‐induced stress wave from large‐scale underground explosion

This paper presents a numerical model for predicting the dynamic response of rock mass subjected to large‐scale underground explosion. The model is calibrated against data obtained from large‐scale field tests. The Hugoniot equation of state for rock mass is adopted to calculate the pressure as a function of mass density. A piecewise linear Drucker–Prager strength criterion including the strain rate effect is employed to model the rock mass behaviour subjected to blast loading. A double scalar damage model accounting for both the compression and tension damage is introduced to simulate the damage zone around the charge chamber caused by blast loading. The model is incorporated into Autodyn3D through its user subroutines. The numerical model is then used to predict the dynamic response of rock mass, in terms of the peak particle velocity (PPV) and peak particle acceleration (PPA) attenuation laws, the damage zone, the particle velocity time histories and their frequency contents for large‐scale underground explosion tests. The computed results are found in good agreement with the field measured data; hence, the proposed model is proven to be adequate for simulating the dynamic response of rock mass subjected to large‐scale underground explosion. Extended numerical analyses indicate that, apart from the charge loading density, the stress wave intensity is also affected, but to a lesser extent, by the charge weight and the charge chamber geometry for large‐scale underground explosions. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

从安徽气候变化看2003年洪涝和高温的必然性

利用近 50年温度和降水资料研究了安徽夏季气候变化特征 ,解释了 2 0 0 3年夏季洪涝、高温等极端气候事件出现的必然性。研究结果表明 :(1 )近 50年来安徽夏季温度呈下降趋势 ,降水则呈增加趋势 ,两者变化是相协调的。目前夏季温度处于较低的气候基本态 ,降水处于高基本态。 (2 )无论是温度还是降水 ,其变率都在 2 0世纪80年代中后期开始上升 ,目前均处于高气候变率时期。降水的“两高”(高基本态和高气候变率 )结合决定了 2 0 0 3年夏季洪涝出现的必然性 ;温度的较低基本态决定了“凉夏”背景 ,但由于基本态的回升和变率的加大 ,仍会出现像 2 0 0 3年夏季的若干高温天气。 (3)最大熵谱估计表明 ,安徽夏季降水变化的主周期为 2 5年 ,反映了降水的准两年振荡特征     

基于YOLO算法的海洋中尺度涡三维结构构建

海洋中尺度涡是一种常见的中尺度海洋现象,研究海洋中尺度涡的分布及运动特性对航运、气候、军事等具有重要作用,海洋中尺度涡的识别是海洋学和计算机科学领域的一个热门研究课题。运用深度学习的方法和框架,对中尺度涡的二维识别和三维结构构建展开研究分析。首先,获取全球海洋再分析数据并进行流线可视化,构建涡旋流线数据集;其次,利用YOLO v5s卷积神经网络对涡旋流线数据集进行训练,并对南海区域中尺度涡进行有效检测。实验结果表明,YOLO v5s训练后得到最优模型经过测试,平均检测精度均值达到了86.10%;最后,根据涡旋检测结果,对检测出的同时刻不同深度的涡旋判断是否属于同一涡旋,确定后进行该涡旋的三维结构构建。     

Effect of the Initial Vortex Structure on Intensity Change During Eyewall Replacement Cycle of Tropical Cyclones: A Numerical Study

This study investigates the effect of the initial tropical cyclone (TC) vortex structure on the intensity change during the eyewall replacement cycle (ERC) of TCs based on two idealized simulations using the Weather Research and Forecasting (WRF) model. Results show that an initially smaller TC with weaker outer winds experienced a much more drastic intensity change during the ERC than an initially larger TC with stronger outer winds. It is found that an initially larger TC vortex with stronger outer winds favored the development of more active spiral rainbands outside the outer eyewall, which slowed down the contraction and intensification of the outer eyewall and thus prolonged the duration of the concentric eyewall and slow intensity evolution. In contrast, the initially smaller TC with weaker outer winds corresponded to higher inertial stability in the inner core and weaker inertial stability but stronger filamentation outside the outer eyewall. These led to stronger boundary layer inflow, stronger updraft and convection in the outer eyewall, and suppressed convective activity outside the outer eyewall. These resulted in the rapid weakening during the formation of the outer eyewall, followed by a rapid re-intensification of the TC during the ERC. Our study demonstrates that accurate in- itialization of the TC structure in numerical models is crucial for predicting changes in TC intensity during the ERC. Additionally, monitoring the activity of spiral rainbands outside the outer eyewall can help to improve short-term intensity forecasts for TCs experiencing ERCs.     

1996-2022年黄河三角洲行水河口岸线稳定性研究

黄河清八汊现行河口自改汊以来发生了巨大变化,监测其岸线变化,探讨其稳定程度对海岸带可持续发展以及海岸带韧性评估具有重要意义。本研究利用GPS、GIS、RS技术从1996—2022年黄河三角洲行水河口的220幅遥感影像中推断出年平均海岸线位置,同时根据行水河口摆动次数划分为5个阶段,并以此为基础对海岸线变迁及其稳定性进行定量分析。结果表明：行水河口岸线长期处于动态变化过程中,整体呈淤进状态,各岸段岸线时空变化特征不同,最大侵蚀（-73.89m/a）区出现在两丁坝之间,最大淤积（393.20m/a）区出现在河口区附近。研究区90%的岸线表现为较强淤积至严重淤积,稳定性指数由两丁坝之间（0.135）、2007年出汊前旧河口（0.068）、2007年出汊后新生河口（0.006）依次降低。入海水沙量、河口位置变迁以及沿岸输沙是影响岸线稳定性出现时空差异的主要原因。     

长江口斜压诊断模式三维流场数值模拟

建立了σ坐标系下长江口斜压诊断模式三维流场数学模型,采用k-kl二方程紊流闭合模型求解垂向涡粘系数,计算域内恒定、非均匀盐度场反映了计算域密度斜压效应。验证结果表明,斜压诊断模式的模拟成果较切合实际。模型成功复演了长江口水域由往复流向旋转流过渡的流场特性;潮波从四条汊道传入后在分汊口附近相遇形成多个会潮点,其位置随着径流的大小、潮汐的强弱、汊道的形态等因素而变化。     

二维Delaunay三角网的任意点删除算法研究

针对目前基于影响域多边形剖分的点删除算法缺陷,提出一种二维Delaunay三角网点删除算法。首先利用具有拓扑关系的三角网搜索影响多边形,并以三角形矢量面积为工具三角剖分影响域多边形,最后通过镶嵌优化后的剖分三角网完成点的删除,且满足Delaunay法则。通过测试证明了算法的可靠性和高效性。     

3D Step-by-step inversion strategy for audio magnetotellurics data based on unstructured mesh

A three-dimensional (3D) step-by-step inversion strategy for audio magnetotellurics(AMT) is investigated in this study.The objective function is minimized by it...     

关于矿产资源勘查开采过程中关键节点的探讨

随着采矿等矿业活动在全球范围内的大面积进行,人们对矿山及其周边环境问题的关注度持续增加。电感耦合多接收等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)的出现推动了同位素的地球化学研究,也使得同位素示踪技术被广泛应用于探究矿山环境中的各类问题。为强调同位素示踪技术在复杂矿山环境中应用的重要性及其能解决科学问题的多样性,本文调研和分析了截至2022年7月国内外学者公开发表的借助同位素示踪技术测试、分析矿山水文环境中的地球化学过程及污染物来源/影响等方面的论文及其数据,研究区涵盖二十多个国家、四十多个地区。通过总结发现：水体氢、氧同位素示踪技术是矿山水源解析、水力联系研究及酸性矿山废水(AMD)源识别的有效工具;硫酸盐硫、氧同位素示踪技术为研究矿山环境中的硫酸盐来源、AMD酸化过程及污染、细菌硫酸盐的还原作用与元素迁移转化等提供重要支持;重金属(铅、镉、锌、汞等)同位素示踪技术是探究矿山及附近环境中的金属污染来源及不同来源贡献率的有效手段。大量研究表明,虽然同位素技术在解析矿山环境污染物来源和特征污染物迁移转化机制以及揭示矿山水文地球化学过程等方面起到重要作用,但目前的大部分研究局限于应用单一/少数同位素对矿山环境介质进行短时间示踪研究。因此,未来需进一步发展多同位素示踪技术,并对矿山环境中存在的各类问题进行长期、持续地监测调查,提出有效的污染防治新方法。

     

宁夏盐池县相对资源承载力

采用相对资源承载力的理论与研究方法,定量分析了盐池县8个乡镇相对资源承载力时空变化及差异特征,并对承载力匹配特征进行空间表达。结果表明：盐池县辖各乡镇相对于盐池县的综合人口承载力表现出严重超载、超载和富余3种不同的状态;相对自然资源经济承载力时空变化稳定,自然资源的经济潜力不断增大;相对草地资源牲畜承载力随时间推移不断递增且空间差异明显;依据3种承载力状态组合划分了不同的承载力匹配类型,并提出不同类型的可持续发展策略。本研究可为盐池县禁牧10年后各乡镇发展提供建议,并为“退牧还草”政策的继续实施提供理论支持。