Modelling combined open channel flow by artificial neural networks

Combined open channel flow is encountered in many hydraulic engineering structures and processes, such as irrigation ditches and wastewater treatment facilities. Extensive experimental studies have conducted to investigate combined flow characteristics. Nevertheless, there is no simple relationship that can fully describe the velocity profiles in a turbulent flow. The artificial neural network (ANN) has great computational capability for solving various complex problems, such as function approximation. The main objective of this study is to evaluate the applicability of the ANN for simulating velocity profiles, velocity contours and estimating the discharges accordingly. The velocity profiles measured by an acoustic doppler velocimeter in the open channel of the Chihtan purification plant, Taipei, with different discharges at fixed measuring section and different depths are presented. The total number of data sets is 640 and the data sets are split into two subsets, i.e. training and validation sets. The backpropagation algorithm is used to construct the neural network. The results demonstrate that the velocity profiles can be modelled by the ANN, and the ANN constructed can nicely fit the velocity profiles and can precisely predict the discharges for the conditions investigated. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

流态化多级速度梯度混凝反应对絮体的保护作用

多级速度梯度的建立理论上可为絮体的成长创造更理想的环境。目前对流化床混凝工艺的研究多是基于单级速度梯度开展的。以粒径为800 μm 和1 200 μm的树脂颗粒为固相,建立多级速度梯度流化床混凝装置,探讨絮体的成长与形态特征。研究结果表明：在单级速度梯度流化床混凝装置中,当以1 200 μm树脂颗粒为固相颗粒、混凝时间为50.3 s时,絮体发生破碎,混凝效率较混凝时间为41.8 s时降低3%;相同初始填充高度的多级速度梯度条件下,絮体尺寸随着混凝时间的延长而逐渐增加,由5.7 μm成长至70.0~75.0 μm,同时混凝效率也较单级速度梯度下提高了5%~10%。絮体之间的碰撞为絮体成长的主要模式。     

基于特征学习的低剂量CT成像算法研究进展

随着CT（computed tomography）技术在临床中的大量应用,其辐射伤害问题也越来越受到人们的关注。与此同时,高性能低剂量的成像也已经成为近年来CT研究领域中的重要研究方向。随着学习型算法的提出及广泛应用,为低剂量CT成像算法的发展带来了新的方向。在影像大数据环境下,基于特征学习方法的低剂量CT成像有着更广阔的发展空间。本文将从稀疏表示和深度学习两个方面,介绍一些国内外应用于改善CT成像质量的相关技术,包括CT成像技术的发展趋势,特征学习相关算法的研究现状,提高低剂量CT扫描成像质量的相关方案等。本文对近年来在低剂量CT成像及特种学习算法等领域的研究成果进行了介绍,并进行相关总结和分析。     

海洋荷载下滨海地区深层地下水波动特征：以南通阳光岛和通州湾为例

以往对海洋荷载影响下深层孔隙水波动特性的研究相对较少。基于2018—2020年南通阳光岛和通州湾深层地下水的逐时水位监测数据,运用小波分析法探讨了海洋荷载对深层地下水水位波动的影响。分析发现,从浅海区域的阳光岛到近海岸区域的通州湾,深层地下水水位具有周期波动规律,主周期为19 h,波动周期为12 h与13 h。阳光岛深层地下水水位振幅较大,变化范围为0.23～2.78 m,年最大振幅＞2 m;通州湾深层地下水水位振幅较小且稳定,年最大振幅仅为0.34 m。研究结果表明,浅海区域的深层地下水水位振幅较为显著,在从海洋荷载区域向非海洋荷载区域传递过程中,振幅呈现出非线性衰减的趋势。研究结果对理解滨海地区地下水系统动态及其对海洋荷载的响应具有重要的科学意义。     

基于MongoDB的遥感影像存取方案的探讨与实现

针对传统关系型数据库存储遥感影像的一些不足,探讨如何设计非关系型数据库影像存取管理系统,既能实现遥感影像的存储与管理,又可以节省开支与资源,力求以很小的代价实现遥感影像的有效存储与管理。通过不同数据库的对比验证,基于MongoDB的遥感影像的存储效率更高,并且支持对任意格式影像文件的高效存储,明显优于关系型数据库。     

西藏切穷地区早侏罗世花岗岩年代学特征及其构造意义

西藏切穷地区早侏罗世花岗岩岩体位于西藏冈底斯构造—岩浆带之中带。其主要岩性为不等粒二长花岗岩+花岗闪长岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,研究区花岗岩岩体侵位年龄主要集中在（192.8±1.3 Ma～189.1±0.66 Ma）,属早侏罗世。花岗岩SiO2 = 65.58%～75.57%,K2O+Na2O = 7.00%～8.25%,铝饱和指数A/CNK = 0.81～1.33;轻重稀土元素分馏较明显,（La/Yb）N = 2.47～42.03,负Eu异常,δEu = 0.27～0.72;微量元素表现出Rb、Th、U、La和Ce的强烈富集,Nd、Hf、Sm、Y、Yb和Lu相对富集,K、Nb、Sr、P和Ti元素相对亏损的特点,属高钾钙碱性S型花岗岩系列。根据岩体的成因类型并结合区域构造环境演化,分析认为研究区花岗岩形成于同碰撞环境,是壳源岩石重熔作用的产物。     

南京下蜀土的地球化学特征及其物源指示意义

风尘堆积的物源研究对于揭示物源区的环境演化状况、重建古风场强度和古大气环流格局等都具有重要的意义。目前长江下游地区下蜀土的物质来源问题仍然存在争议。为了解决这一争议问题,本文以南京泰山新村下蜀土剖面为研究对象,开展了系统的地球化学研究。通过对南京下蜀土的常量元素、微量元素、Nd同位素进行测试,并与黄土高原同期黄土进行对比分析,探讨其对长江下游下蜀土的物源指示意义。南京下蜀土与北方黄土具有相似的常、微量元素UCC标准化曲线和稀土元素球粒陨石标准化曲线,但是它的Zr、Hf含量较高,Tl、Pb含量较低,且具有较高的SiO₂/Al₂O₃、TiO₂/Al₂O₃、Nb/Ta和Gd_N/Yb_N,较低的SiO₂/TiO₂、Zr/Hf、Y/Ho、Lu/Hf和ε_Nd（0）值,说明南京下蜀土的物质来源明显有别于黄土高原黄土。南京下蜀土与长江中游下蜀土在地球化学特征方面有较多的相似性,指示其物质来源与中游下蜀土的物质来源相似,主要来源于长江中下游地区的松散沉积物。

     

基于ERT技术的含水合物沉积物可视化探测模拟实验

基于电阻率响应特征的储层识别和饱和度估算是天然气水合物储层评价的关键技术之一,在天然气水合物的勘探开发中发挥重要作用。本文开展了沉积物内水合物生成的物理模拟实验,采用电阻率层析成像技术,实现了分散状水合物和块状水合物生长过程的可视化探测,研究了两种赋存形态水合物的电阻率响应特征。研究表明：分散状水合物的高值电阻率零散分布,块状水合物的高值电阻率聚集分布;沉积物内的游离气导致块状水合物的电阻率层析成像位置发生偏移;分散状水合物和块状水合物的电阻率响应特征差异明显,与分散状水合物相比,块状水合物电阻率随着水合物的生成升高较快。     

BDS、GPS及其组合系统伪距单点定位精度分析

传统的单频载波相位平滑伪距算法因受到电离层延迟变化的影响,容易出现平滑结果发散的问题。提出采用移动开窗法减弱未模型化的电离层延迟影响,并建立了数学模型。通过公式推导发现：移动开窗法可以消除电离层延迟趋势项的影响。在静态定位实验中,所提出的算法在E、N、U三方向精度分别达到9.5 cm、18.0 cm和13.7 cm,比原始伪距定位结果分别提高了2.4、1.5和3.6倍。结果表明,所提出的算法可以显著减弱电离层影响,大幅提高伪距定位精度,且同时适用于静态和动态定位,其最优结果精度与加权Hatch滤波相当,但是窗口选择性更广,结果更为平滑。在各种应用场景下,推荐统一的平滑窗口为7 min。     

新疆阿尔泰阿勒泰组沉积时代及其形成环境

阿勒泰组变质碎屑岩局部夹变质火山岩广泛分布于南阿尔泰的冲乎尔、克兰和麦兹盆地,其沉积时代和构造环境对于研究阿尔泰造山带的演化过程有重要意义。阿勒泰组碎屑锆石的年代学研究表明,碎唐锆石年龄主要集中在417-383 Ma和507-445 Ma,并出现少量元古宙和太古宙碎屑锆石。少数锆石年龄为380-354 Ma,与阿勒泰组凝灰岩和流纹岩年龄一致(376~354 Ma)。综合研究认为阿勒泰组时代为中-晚泥盆世(382-354 Ma)。阿勒泰组长石石英砂岩分选性和磨圆度较差,为近源沉积,物源岩石主要来自泥盆纪火山岩,其次是晚寒武一早奥陶世火山岩和奥陶纪花岗岩。长石石英砂岩样品具有高的La/Sc(3.9-6.3),La/Y(1.0~1.6),较低的Sc/Cr(0.2~0.4)比值,类似于大陆岛弧相关环境碎屑沉积物,结合Th-Co-Zr/10和Th-Sc-Zr/10以及La-Th-Sc判别图,认为阿勒泰组形成于与岛弧相关的构造环境(弧后盆地),为研究阿尔泰造山带泥盆纪构造演化提供了重要证据。