快速滤波本征模态函数分解中的边界处理

针对快速滤波分解信号为本征模态函数(IMF)所产生的边界效应问题,提出了一种抑制这种边界效应的方法。即利用快速滤波先将原信号分解为本征模态函数,然后在信号内部截取适当的两段分别延拓到原信号两端,经快速滤波得到分解结果后,再截去延拓的部分,保留原信号长度的分解结果。通过实例验证了该方法的有效性。     

基于资源环境承载力的合肥市增长边界划定

在快速城市化和主体功能区战略背景下,滨湖城市作为城湖共生体,具有湖泊生态系统和城市社会经济系统双重属性,既是中国新型城市化格局中最具活力和潜力的核心单元之一,又是湖泊生态环境问题集中激化的高度敏感区,保护与开发并重,发展与风险共存。以行政区划调整后将巢湖纳入内湖的新合肥市为例,借助GIS平台,运用单因子评价法和综合敏感性评价法构成城市生态适宜性评价的方法体系,以水域因子、坡度因子、湿地因子、覆被因子、灾害风险因子组建资源环境约束指标体系,将合肥市域划分为极高敏感区、高敏感区、中敏感区、低敏感区、非敏感区5 种资源环境承载类型区;基于反规划理念,构建滨湖城市空间增长模型,并划定作为城市扩展生态底线的刚性和弹性空间增长边界。在此基础上,统筹考虑城市空间资源环境保障能力、人口与用地规模,结合城市总体规划方案,明确城市空间扩展方向,科学划定城市近期、中期和远期的增长边界。该方法在中国滨湖城市的空间增长规模与方向、湖泊生态系统安保与开发、城市用地调控与优化组合以及城市规划方案的合理性评价方面可提供科学决策依据。     

省级边界区域经济发展的空间分析

省级行政区是我国最高级别的行政区域,在长期的演变过程中,形成具有中国特色的行政-经济区.由于先天和后天的原因,省级边界区域经济发展水平一般处于落后状态.省级经济区空间结构符合弗里德曼的"核心-边缘"理论,省会级中心城市多处于极化阶段,形成核心区;边界地区一般是边缘区.缩小省级边界区域与中心区域经济发展的差距,既要遵循经济区发展的一般规律,又要考虑行政-经济区的特殊情况.作者认为:经济区内部优化、经济区外部竞争与合作两种途径结合是边界区经济发展的必由之路.     

基于时空双变网格的起伏地表变坐标系正演模拟方法（英文）

坐标变换法通过将物理空间的曲网格映射为计算空间的矩形网格,将起伏地表转化为水平地表,同时将物理空间的波动方程转化为计算空间的波动方程,在计算空间完成数值模拟,坐标变换的方法对处理起伏自由边界具有较好的适应性和应用效果。本文在传统坐标变换方法的基础上,根据计算区域速度差异采用不同的网格大小和采样时间步长,提出了一种基于时空双变网格的起伏地表坐标变换正演模拟方法。在编程实现算法的基础上,通过典型模型波场模拟试算结果分析可知:(1)变网格方法与常规方法波场模拟误差在0.5%左右;(2)变网格方法计算效率视不同的变网格区域面积及变网格大小可提高几倍量级,在本文模型和计算参数下提高约5倍。(3)在满足模拟精度及频散条件要求下,变网格方法较全局细网格算法能显著节约计算内存。为此,针对起伏地表数值模拟,本文方法具有较高的模拟计算精度和一定的适应性。     

无限域横观各向同性岩体介质中折线裂纹边界元方法

岩体材料的各向异性导致其中的光滑裂纹在扩展后会变为折线裂纹。对于折线裂纹,其折线处裂纹面外法线方向不惟一,不能用连续单元离散。为此,在光滑裂纹问题方法的基础上,引入4种新的不连续单元来离散折线处裂纹面,建立了适用于折线裂纹问题的对偶边界元方法,该方法基于横观各向同性基本解。算例验证表明,该方法具有较好的精度。最后用该方法分析了横观各向同性岩体中的折线裂纹,得到了该类裂纹的应力强度因子。当裂纹面上作用法向均布力,横观各向同性岩体介质中的矩形光滑裂纹发生弯折时,折线两侧的裂纹面在张开时存在抑制效应,从而导致折线裂纹裂尖应力强度因子小于原光滑裂纹。同时还发现,随裂纹面的逐渐弯折,其裂纹面对各向同性面的倾角发生变化,因此,其裂尖断裂特性还受到岩体各向异性的影响。     

昆明大板桥岩溶地下水系统污染边界及其防污性能研究

大板桥岩溶地下水系统是滇东断陷盆地区较典型的裸露—覆盖型岩溶地下水系统,文章中定义了岩溶地下水系统污染边界,进行了大板桥岩溶地下水系统分级,即大板桥裸露—覆盖型岩溶水一级系统及横山—龙泉寺裸露型子系统和大板桥—阿地村覆盖型子系统两个二级子系统,确定了大板桥岩溶地下水系统侧向边界、裸露区顶界、裸露型子系统与覆盖型子系统的边界及覆盖区顶界四种裸露—覆盖型岩溶地下水系统污染边界,并对边界防污性能进行了研究,认为裸露区顶界防污性能弱、裸露型子系统与覆盖型子系统的侧向边界防污性能较弱,覆盖区顶界防污性能强。      

安徽马头矿区热液成矿边界的地球化学标志

成矿系统具有时间和空间边界,确定热液成矿边界不仅具有重要的理论研究意义,而且对指明找矿方向、指导矿产勘查具有重要实用价值。但是,目前热液成矿边界如何确定尚缺乏研究。文章在地球化学勘查长期实践和理论方法探讨的基础上,在安徽马头热液成因金属矿区开展试验,提出了确定和判断热液成矿边界的地球化学标志。在勘探剖面上,斑岩型Mo、Cu矿分布在由带出作用形成的Na2O等元素负异常之内,含矿地段粉砂岩和花岗闪长斑岩中Na2O带出量大于80%,稀土元素Eu表现出明显的负异常;在地表条件下,矿化带产出在Na2O含量为0.1%~0.2%的负异常之内,δ34S值小于3.2‰,显著低于矿区外围花岗岩的δ34S值。由此认为,Na2O带出量大于80%,稀土元素Eu的负异常是确定马头斑岩型钼铜矿深部成矿边界的地球化学标志;Na2O含量为0.1%~0.2%的负异常、δ34S值小于3.2‰,是确定该矿床外围成矿边界的地球化学标志。本研究不仅为马头勘查区深部、外围找矿和成矿前景评价提供了成功案例,而且对其他勘查区热液成矿边界的研究和确定具有借鉴作用。     

含方形凹陷半无限非均匀介质波动问题FDM模拟

采用规则网格有限差分方法对二维平面弹性波动方程进行差分离散,得到相应的弹性波动方程的有限差分方程,再将弹性波动方程的差分格式与吸收边界、自由边界的离散形式结合形成弹性波动方程有限差分方程解决问题的主体,将其应用于含方形凹陷半无限非均匀介质的模型中进行数值模拟,得到此离散化模型中不同时刻不同节点的位移值。针对具体算例,运用上述方法结合科学计算软件MATLAB和结果后处理软件DIFEM ISOLINE PLOTER得到不同时刻的水平方向位移等值线图与接收器测量点处的合成位移记录,讨论非均匀介质、吸收边界、方形凹陷等对波动特性的影响。     

一种模拟堆石料颗粒破碎的离散元-比例边界有限元结合法

试验研究和数值模拟都表明,颗粒破碎对颗粒岩土材料的宏观力学响应具有重要的影响。结合离散元与比例边界有限元法,提出一种用于研究堆石料颗粒破碎行为的新的数值计算方法,可以将两种方法各自的优势同时发挥出来。离散单元法将被用于求解颗粒的运动以及相互作用。在每一个时间步尾,采用比例边界有限单元法计算颗粒内部的应力分布。比例边界有限单元法可以仅用一个任意边数的多边形来描述一个颗粒,大大节约应力计算的成本。当应力状态确定之后,Hoek-Brown准则将被引入用于确定颗粒内部的破坏点,当破坏点达到一定的比例时,即视为这个颗粒将破坏。为简化起见,假设破坏路径为直线,如果破坏发生,则该颗粒一分为二,各个新的颗粒将直接参与离散元和比例边界有限元的计算。该方法无需预定义任何子颗粒或网格重划分。最后以一个简单的双轴试验的模拟展现方法的可行性。     

饱和多孔介质三维时域黏弹性人工边界与动力反应分析的显式有限元法

本文基于Biot的饱和多孔介质本构方程,考察具有辐射阻尼的外行球面波,推导了饱和多孔介质三维黏弹性人工边界的法向和切向边界方程;在已有的饱和多孔介质二维显式有限元数值计算方法基础上,提出该理论的三维方法,并开发了实现该三维方法的有限元程序.算例表明饱和多孔介质三维时域黏弹性人工边界与动力反应分析的显式有限元法具有较好的精度和稳定性.