零场-超低场核磁共振技术、原理及油气检测方法

近年来,零场-超低场核磁共振在生物成像(脑磁和心磁)以及磁探测(陆地测磁、海洋测磁、航空测磁)等领域发挥了重要的作用.本文首先介绍了零场-超低场核磁共振的物理实现及谱学发展,随着量子磁感技术的发展,零场-超低场核磁共振检测技术逐渐成熟,国内外专家学者已证明零场-超低场核磁共振是一种与传统核磁共振互补的检测方法;然后,简要介绍了基于原子磁力计的零场-超低场核磁共振装置结构及原理,与传统高场核磁共振相比,零场-超低场核磁共振消除了对昂贵超导磁体和永磁体的依赖而优势明显,应用潜力巨大;结合零场-超低场核磁共振的特点及技术优势,本文设计了零场-超低场核磁共振在油气检测应用方面的可行性方案和三组不同种类油(烷烃)、油水两相混合溶液、饱水玻璃珠样品的零场-超低场核磁共振的实验方案.随着零场-超低场核磁共振谱仪的发展,这种技术在井下进行油气探测有希望成为可能,本文提出了采用泵浦光、探测光传播方向和外磁场方向三轴垂直结构在井下进行油气探测的零场-超低场核磁共振谱仪设计方案.     

两种沉水植物对黄颡鱼(Pseudobagrus fulvidraco)夏花培育水体主要水质因子的影响

以黄颡鱼夏花培育水体为实验用养殖污水,伊乐藻、轮叶黑藻作为净化水质的沉水植物材料,建立封闭型(非换水)和交换型(定期换水)的两种鱼草共生的生态系统并与传统的商业性养殖系统模式作同步比较,分析了养鱼水体水质主要因子的变化及对鱼存活率的影响．实验结果如下：1．作为实验组的鱼草共生系统两种水体水质优良,鱼类生长良好,交换型水体中D0值≥8．0,NH4—N≤0．34,COD≤18mg/L,悬浮物≤12mg/L夏花成活率为93．3％;封闭型水体中D0值≥7．5,总NH4—N≤0.92,COD≤28mg/L,悬浮物毒20mg/L夏花成活率为60．0%．2．作为对照组有色无草的封闭系统中水质逐渐恶化,鱼类生长受到抑制甚至生存也不能保障,其中,D0值≥2．5,NH4-N≤3.22,COD≤88mg/L,悬浮物≤55mg/L,夏花成活率仅为6．7％;交换系统中D0值≥4．0,总NH4—N≤2．41,COD≤66mg/L,悬浮物≤51mg/L,即使定期换水夏花成活率也仅达66．7％;研究结果表明：鱼草共生系统中栽培伊乐藻、轮叶黑藻等沉水植物可有效地净化水质,不仅确保了夏花生产良性运行,还节约了水资源并达到无污染排放．     

不同混合层深度算法的全球适用性对比分析

混合层深度是研究海洋上层动力过程及海气相互作用的一个至关重要的物理量,准确估算混合层深度对上层海洋动力学和热力学的深入研究具有重要的科学意义。本文基于Argo实时观测剖面数据,分海域、分季节对比分析了目前常用的几种混合层深度算法的异同与优缺点。结果表明,理论上最大角度法的精确度最高,曲率法其次,然后是阈值法和最优线性拟合法。最大角度法和曲率法的结果比较接近,实测数据表明曲率法的时空适用性更广。阈值法、最优线性拟合法分别受梯度阈值和密度（或温度）梯度变化的制约,其计算的混合层深度相对较浅。各种算法的差异性随着季节跃层的增强而逐渐减小,且北半球的差异小于南半球。     

基于动态时间规整的一维土层地震反应分析方法的定量评价

为定量评价一维土层地震反应分析方法的计算加速度反应谱和实测记录之间的差距,收集整理2 418组DEEPSOIL、SHAKE2000、SOILQUAKE和SOILRESPONSE四种一维数值模拟方法的计算加速度反应谱,并以日本KiK-net强震台网的实测记录为基准,验证动态时间规整(Dynamic Time Warping, DTW)算法用于定量评价反应谱差距大小的适用性,对比分析不同场地类别和不同地表峰值加速度(Peak Ground Acceleration, PGA)区间的实测和计算加速度反应谱之间的DTW距离。结果表明：Ⅱ类场地下,PGA小于0.2g时,四种方法的平均DTW距离相差不大,PGA大于0.2g时SOILQUAKE方法的平均DTW距离较小;Ⅲ类场地下,PGA小于0.2g时DEEPSOIL方法的平均DTW距离较小,PGA大于0.2g时SOILRESPONSE方法的平均DTW距离较小;Ⅳ类场地下,PGA小于0.1g时DEEPSOIL方法的平均DTW距离较小,PGA大于0.1g时SOILRESPONSE方法的平均DTW距离较小;不同场地类别下,四种方法的DTW距离均随PGA的...     

组合体结构随机地震动响应的简明解法

在两相邻结构间设置耗能阻尼器能有效降低结构在地震作用下的响应,文中对相邻建筑结构设置Maxwell型阻尼器而形成组合体的结构地震动响应进行了研究。频域法中,结构响应功率谱表示为频率响应特征函数模值平方项(称之为频率响应特征值函数)与随机激励功率谱的乘积,文中提出了响应功率谱二次正交化法并获得了结构系列响应(绝对位移与层间位移)0～2阶谱矩及方差的简明封闭解。首先,综合复模态法与虚拟激励法提出了组合体结构频率响应特征值函数的二次正交式;其次,运用留数定律给出胡聿贤地震谱的二次正交式,由此求解出组合体结构响应功率谱密度函数的二次正交式;最后,得到了组合体结构系列响应0～2阶谱矩及方差的简明封闭解。通过算例验证了所提方法的正确性,并验证了相邻结构间设置连接阻尼器具有良好的减震性能。     

谱比法反演震源谱拐角频率的改进研究

由于地震波的信噪比,传播路径效应,震源机制差异和震源过程等因素的影响,传统的谱比法反演的拐角频率结果不精确,离散性大。以谱比法为基础,引入Bootstrap重采样法,KolmogorovSmirnov检验以及谱比趋势检验的筛选方法,对谱比法的反演结果进行精度评定和筛选,提高谱比法反演的拐角频率精度。将此方法应用于汶川地震余震的拐角频率、地震辐射能量、辐射效率以及能矩比等震源参数反演,建立拐角频率与地震矩之间的对应关系,验证谱比法以及三种筛选方法的可靠性。汶川地震余震震源参数反演结果表明,汶川地震余震的拐角频率与地震矩对应关系M₀∝f_c^-3.295±0.25存在与自相似关系M₀∝f_c^-3偏离现象。在地震释放能量方面,存在能矩比随地震矩增大而增大,以及大地震的辐射效率大于小地震的现象。     

三种河流相对高程模型生成方法对比

相对高程模型（REM,Relative Elevation Model的缩写）表示相对于河流水面或活性河道的海拔高度,衍生于数字高程模型（DEM,Digital Elevation Model的缩写）,能够消除因河流纵向的地势造成的DEM表征不清楚,高差过大造成细节模糊地势的影响,从而在平面图上更为清晰地表征河流地形的细微变化,因而研究REM的生成方法及其适用性具有十分重要的意义。通过文献综述,选取美国加利福尼亚州内华达山脉的卡森河某河段为实验区,利用其高精度（米级分辨率）DEM数据,介绍核密度法、反距离加权法、横截面插值法三种REM生成方法。通过REM和DEM的对比,以及三种REM的效果对比,得出：当高程差过大时,DEM可视化方案往往不能很好地在河流地貌刻画中发挥作用,尤其是在解译时,利用REM可解决高差过大造成的细节模糊问题;横截面插值法主要的优势表现在可根据用户需要做适用性调整,相对而言鲁棒性强,较为灵活,但其自动化程度较低,且花费的时间较长,因此需较多的人工干预;核密度法耗时相对较少,REM结果很少有伪影或错误的相对高程值,但核密度法导致一些潜在的伪影或者错误的相对高度,体现在...     

长时效的正压原始方程能量完全守恒(拟)谱模式

遵循误差反演补偿新计算原理,对正压原始方程传统气象全球拟谱模式方案进行了改造,构造了正压原始方程能量完全守恒全球拟增模式新计算方案,解决了正压原始方程的（非线性）计算稳定性问题和能量守恒整体性质保持问题,改进了相应正压原始方程传统气象全球拟谱模式方案的计算效能。新方案的数值试验表明：在计算实践上,新方案在解决能量守恒问题的同时,可解决（非线性）计算稳定性问题,并在一定条件下可解决非线性计算收敛性问题。进一步的比较数值试验还表明：在计算实践上,新方案具有在提高相应传统气象方案的计算精度,减少其计算量的同时,延长其计算时效,解决其中一类特定“气候漂移”问题方面的效用。本工作原理也适用于斜压原始方程情形。     

观测资料空间一致性检查与地面气象站布设

文章以兴安盟及锡林郭勒盟、通辽市部分区域为例,统计分析兴安盟及附近区域共11个国家级地面气象观测站1990—2009年历史观测资料,划分区域用气象观测资料的水平空间一致性检查的方法进行结果对比,发现了区域内观测站网密度不够以及站点布设的空白区位置;根据分析的结果,得出了在观测站网空白区增加自动气象站布设点的方案,2010—2017年的实际区域自动气象站建设项目验证了方案的合理性。最后得出结论,历史气象观测资料对比分析对制定具体可行的站点布局方案和检验目前布局的合理性都是重要的手段。     

回填土不确定性对场地地震反应的影响

选取某核电场地控制性钻孔的厚度、剪切波速、密度等实际勘探数据,通过改变回填土剪切波速,分析了回填土不确定性对场地地震动参数的影响。研究结果表明:在回填土层厚度不变和模型总厚度不变的情况下,地表的水平向峰值加速度随着回填土剪切波速的增大而减小,但水平向峰值加速度增幅逐渐减小;回填土剪切波速到达一定的波速就不再影响地表水平峰值加速度;随着回填土剪切波速的增加,整个反应谱的谱值都普遍减小。