工程振动测试技术中实验模态分析方法的改进

实验模态分析是工程振动测试技术的基本任务之一。现有的工程振动测试技术教材通常采用频响函数的幅频曲线或者功率谱曲线,通过寻找局部峰值来实现模态参数的识别。该方法原理简单,计算方便,但是通常只能识别前几阶模态参数,而且由于受到分辨率的影响,会带来一定的识别误差。通过将现在广泛应用于环境激励下的随机子空间法加以改进,应用于一般激励下的模态参数识别;构建Hankel矩阵和Toeplitz矩阵,进行奇异值分解,并重构更稳定的结构状态矩阵,形成稳态图来识别结构的模态参数;以一个七层框架结构的数值模拟和一个实验室测试的简支钢梁为例演示了该方法。相比于传统实验模态参数识别方法,改进的方法能识别更高阶的模态参数,而且具有更高的精度,适合编程计算,可作为实验模态分析方法教学的有益补充。     

LAS在西北干旱区荒漠均匀下垫面的观测研究

利用“古浪非均匀近地层观测试验”的仪器平行对比观测部分试验数据,首先分析荒漠均匀下垫面大孔径闪烁仪(Large Aperture Scintillometer,LAS)光径线上等间距架设的4台涡动相关仪(Eddy Covariance System,EC)观测的摩擦速度和感热通量的一致性.然后,基于4种不同下垫面建立稳定度普适函数分析,利用4台EC观测摩擦速度平均值,计算了LAS观测区域的感热通量,进而比较了LAS和EC两者观测值的差异.结果表明,4台EC观测的摩擦速度与感热通量一致性好,摩擦速度的差别＜10％,感热通量的差别在10％左右.4种稳定度普适函数计算的LAS区域感热通量在白天、夜晚与EC观测平均值变化趋势一致,但计算值偏大;TAG (Thiermann and Grassl)稳定度普适函数计算值与EC观测平均值较接近.其主要原因除不同下垫面试验所得稳定度普适函数的差异外,Kipp&Zonen LAS所测感热通量的系统性偏高不可忽视.     

双等腰三角形凸起地形在SH波入射时的地表位移函数

利用"分区、辅助函数"思想,将求解的区域分为三部分,区域Ⅰ为一个带有半圆形弧线的等腰三角形区域,区域Ⅱ也为一个带有半圆形弧线的等腰三角形区域,区域Ⅲ为两个带有半圆形凹陷的弹性半空间,并利用波函数展开法分别在区域Ⅰ、Ⅱ和区域Ⅲ中构造满足等腰三角形在其斜面上应力自由和在弹性半空间中满足水平面上应力自由的驻波函数,以此为基础,通过区域Ⅰ、Ⅱ和区域Ⅲ的"公共边界"位移应力连续条件,建立对该问题进行求解的无穷代数方程组,并采用截断有限项的方法对其进行求解。     

桩基-非线性框剪结构相互作用体系(下)-- 相互作用对结构地震反应的影响

本文研究桩基-非线性框剪结构相互作用体系的地震反应。其中上部框架和剪力墙结构分别用门型单元和四弹簧墙单元进行分析;桩基阻抗函数通过单桩阻抗和动力相互作用因于求得。采用频-时域混合法求解体系的动力方程,本文研究了在桩基-框剪结构相互作用体系地震反应分析中,桩基阻抗的频率相关性对结构地震反应的影响,并从土体剪切波速和地震波强度两个方面,研究了土-桩-结构相互作用对框剪结构地震反应的影响。     

背景噪声互相关函数多尺度成像研究

当前研究表明噪声互相关函数中成分较为复杂,其包含各阶频散曲线信息,传统从互相关函数中提取基阶频散曲线信息成像方法存在有效信号遗漏风险.因此,本研究不再提取频散曲线,而是直接利用互相关函数进行成像,系统研究了基于两个台站的噪声互相关函数数据处理、正演和反演方法.此外,在地震勘探中,如何划分地层网格,并选择合适的反演频段对于高精度成像具有较为重要的意义.因此,本研究提出了层厚和反演深度随频率变化的多尺度反演方法.在成像中首先划分较粗的地层网格,选择较低的频段反演得到地下大尺度介质结构,由于较粗网格虽然反演稳定且计算量较小,但分辨率有限,因此对反演大尺度结果重新划分较细网格,并选择高频段进行反演,这一策略可以减少反演参数个数,从而提高反演稳定性,并且降低计算量,同时可以从模型尺度提高反演的分辨率.实际数据处理验证了方法可行性.本文噪声互相关函数成像方法为仅能布设少量地震台站的特殊地区的探测（如月球、火星等地外天体）提供了更多选择,并且为复杂介质多尺度成像方法的研发铺平了道路.

     

河北唐山地区第四纪近20万年来的古气候定量重建

根据唐山市复兴路十中旧址(TZC6-7)钻孔岩心中的孢粉分析资料,运用宋长青等提出的花粉-气候因子转换函数方法,定量重建了唐山地区近20万年来的年均温度和年均降水量.结果表明,重建的年均温度和年均降水量变化的阶段性和周期性清晰,其趋势基本符合我国华北地区晚第四纪以来的气候变化框架,但具体数值与古气候参数绝对值之间可能存...     

用伴随方法求解多个工业污染源优化布局问题

发展了一种伴随方法, 引入罚函数来处理环境约束不等式, 构造优化问题的Lagrange函数, 从理论上推导了伴随方程和目标函数梯度公式. 通过求解伴随方程得到目标函数的梯度, 利用梯度信息使得目标函数下降, 用迭代的方法逼近最优解. 用二维的简化模式进行了数值试验, 结果验证了理论的正确性. 该方法收敛速度快, 效率高, 与空气质量数值模式和计算机技术的飞速发展相适应, 为工业规划和污染防治提供了有力的研究工具.     

大气折射母函数方法、大气折射解析解和映射函数

回顾了作为实用天学和大地测量学中基本研究课题之一的大气折射映射函数研究的进展。介绍了近几年上海天台发展的大气折射母函数方法，以及由此导出的大气折射解析解。对如今广泛地应用在空间测量技术中的几种映射函数做出评述；分析了NMF模型的优点和不足之处。介绍了由大气折射母函数方法引出的大气延迟新连分式映射函数和天大气折射的映射函数方法。利用VLBI实验中高度截止角与基线长度重复率的关系、探空气球(radiosonde)观测资料、PRARE资料比较了各种映射函数的结果。特别指出了映射函数方法对天大气折射和光学波段测距精度的改进。讨论了大气折射计算中的主要误差源。     

坡度随水平分辨率变化及其空间格局研究

以黄土丘陵沟壑区的县南沟流域为研究区,基于1∶1万地形图,利用ANUDEM软件生成5m到200m分辨率DEM,并利用Arc/Info中计算坡度的方法提取了各种分辨率的坡度。研究表明,随着DEM分辨率的降低,单个样点坡度值表现出不确定性,但同一坡度级所有栅格点的坡度均值呈现一定的规律性,低坡度段表现为先升高后降低,中坡度段呈现微弱变化,陡坡度段呈现对数降低趋势;沟沿线上坡度值呈比较剧烈的下降趋势、分水线和流水线上坡度缓慢下降。     

扩展的倾斜角和倾斜角总水平导数方法

为了突出显示重磁场中地质体分布、断裂构造特征等信息,使图像显示错落有序、层次分明、清楚直观,有利于解释人员从不同角度认识重磁场异常特征.本文通过分析倾斜角概念,根据反余切函数特性,提出了扩展的倾斜角(iTdr)和倾斜角总水平导数(iTdr_Thdr)方法,来增强重磁异常信息,突出异常形状特点,以便于识别重磁异常中地质体边界和提取地质体分布、断裂构造平面展布特征等信息.理论模型和实际资料对比分析表明该方法简单、实用、具有较好的识别效果和较高的分辨能力,能够获取丰富的地质信息,对识别地质体边界、划分大地构造单元、确定断裂带和地质构造走向等具有实际意义.