冲压发动机C/SiC喷管承压失效研究

新型三维编织碳/碳化硅复合材料存在较强的各向异性,而各个方向的性能数据积累不足,复合材料的强度计算方法尚不完善,为了发现新型三维编织碳/碳化硅复合材料在冲压发动机喷管中应用可能遇到的问题,并找到相应地解决措施,开展了这种复合材料应用于冲压发动机喷管的承压强度计算和承压实验研究。对承压实验中出现的低压破坏情况进行了分析,分析了低压破裂的原因,提出了改进措施。分析结果表明:C/SiC喷管喉部密度较低,导致强度较低,承载能力下降,是首次强度验证实验过程中该局部破坏的原因;为提高喷管强度,需要通过其形状设计并控制沉积流场,保证其喉部的沉积密度达到1.9g/cm³以上。对改进后的喷管进行了实验验证,实验结果与计算结果基本一致,满足要求。因此,在实际应用中应对喷管喉部和纵向密度的分布进行工业CT无损检测,确保喷管密度的分布均匀。      

表面粗糙对渤海海冰热红外辐射方向特征的影响研究

热红外遥感技术使大范围、快速地监测渤海海冰表面温度成为可能。然而,目前绝大多数遥感器都是小视场角的,只对海冰在某个方向上的辐射能量进行了测量。由于自然界的海冰大多数都是高低起伏的、不平坦的,如果近似地认为遥感像元尺度内各部分温度是相同的,有时会带来较大误差。在盛冰期的渤海辽东湾东岸固定冰区,分别用3D激光扫描仪、热红外成像仪和自计温度计测量了渤海海冰的表面形状、辐射亮温和真实温度。结果表明,由于海冰表面粗糙,会形成三维非同温像元。同时,也会导致传感器在粗糙海冰的各个部分的局部观测天顶角与整体观测天顶角有所不同,造成粗糙海冰与平整海冰的方向辐射特征有较大差异,平整海冰更接近理想平面,粗糙海冰更接近朗伯面。     

HJ-1A/B在2012年黄河上中游洪水监测中的应用

以黄河内蒙古河段为例,介绍HJ-1A/B星CCD数据在2012年黄河上游洪水遥感监测中的应用,并利用水文、河势变化等实测数据对监测结果进行应用评价。结果表明,HJ-1A/B星CCD数据具有高时间、空间分辨率的特点,是进行大区域、高频次洪水监测的理想数据源,能有效跟踪监测洪水演进过程,并能精确提取河势变化、主河槽展宽、堤防偎水、洪水漫滩等汛情信息,为防洪决策提供及时可靠的汛情数据。     

黄河源鄂陵湖地区辐射收支和地表能量平衡特征研究

利用2010年6-7月鄂陵湖野外试验的近地层观测数据,分析了在不同天气条件下黄河源鄂陵湖地区辐射分量、地表能量分量、土壤温度和反照率的变化特征. 结果表明：不同天气条件下,辐射和地表能量各分量日变化差异较大,晴天、阴天和雨天的地表反照率依次递减,平均反照率约为0.21;观测期内,平均辐射贡献从大到小依次为向上长波、向下长波、向下短波、向上短波,日积分值分别为31.4 MJ·m^-2、25.6 MJ·m^-2、22.4 MJ·m^-2、4.2 MJ·m^-2,净辐射(12.5 MJ·m^-2)占向下短波辐射的55.7%;平均地表能量和土壤温度的变化幅度较晴天小,感热、潜热、0 cm土壤热通量的平均日积分值分别占净辐射的21.2%、43.1%、8.2%;平均土壤温度变化幅度随深度增加逐渐减小,浅层土壤温度峰值较晴天低2 ℃,深层土壤温度相差不大. 云和降水的扰动削弱了向下短波辐射,导致平均感热通量和0 cm土壤热通量的峰值比晴天小,而平均潜热通量的峰值大于晴天. 由于湖泊水体巨大的热容量和水分供应,鄂陵湖地区的气温日较差较小,地表温度变化幅度变小,附近地表温度升高缓慢. 鄂陵湖区的地表能量平衡中,潜热通量占主导,感热和地表土壤热通量次之. 研究结果有助于理解气候变化背景下黄河源区湖泊的能量水分循环过程,为促进该地区光热资源的合理利用和畜牧业的可持续发展提供数据支持.     

大气污染对太行山中部地区地表风的影响

为了研究大气污染对太行山中部地区地表风的影响,我们对阳泉、榆社(高山站),石家庄、邢台(平原站)4个站点1966~2005年间的能见度、近地面温度、近地面风速数据进行了统计计算与趋势分析。结果显示:在平原站能见度相对山坡站下降更加明显的背景下,平原站的近地面温度、近地面风速、850hPa风速都呈下降趋势;而山坡站的近地面温度、近地面风速呈上升趋势。分析表明:(1)由于气溶胶的辐射效应与冷却效应,抑制了垂直通量的上下传输,致使平原站下午的近地面气温呈下降趋势,平原站和高山站的地表风速呈相反的变化趋势。(2)平原站850hPa (与高山站高度相近)风速呈现下降趋势,印证了高山站的近地面风速增加是气溶胶的辐射效应减弱了垂直能量交换造成的。      

修正的Benjamin-Bona-Mahoney方程的精确解

基于齐次平衡法的思想,利用高效的G'/G展开法,求解了修正的Benjamin-Bona-Mahoney(BBM)方程.修正的BBM方程是一个同时含有耗散和色散的非线性偏微分方程,求解难度大.利用对方程解的合理假设和G'/G展开法可以将其约化为一个复杂的非线性代数方程组,借助数学软件Maple符号运算功能的帮助成功地求解了该非线性代数方程组,从而求得修正的BBM方程的精确解.这些解中包含3组更具有一般性质的精确解,它们分别是双曲函数解、三角函数周期解、有理数解.这些解对于研究方程的物理性质及物理现象有很重要的意义.为了能够更直观地理解这几组行波解,给出了相应的解的数值模拟图.     

通用劈窗算法的NOAA-18(N)AVHRR/3数据地表温度遥感反演与验证

本文以NOAA-18(N)AVHRR/3数据,运用通用劈窗技术获得地表温度。首先,利用MODTRAN 4模拟不同地表和大气状况下热红外通道(Ch4,10.3~11.3μm和Ch5,11.5~12.5μm)的星上亮温,并建立模拟数据库。其次,按照地表温度、大气可降水汽含量、地表比辐射率和观测天顶角,对模拟数据库分组,确定出各分组的通用劈窗算法系数。然后,将构建的地表温度反演模型应用到NOAA-18(N)AVHRR/3数据,模型所需的地表比辐射率由NDVI阈值法确定,大气可降水汽含量是利用Li等(2003)提出的一种劈窗的协方差与方差比的方法来估算。反演结果表明:在观测天顶角小于30°或者大气可降水汽含量小于3.5 g/cm2时,地表温度反演的均方根误差小于1.0K;在观测天顶角小于45°并且大气可降水汽含量小于5.5g/cm2情况下,均方根误差小于1.5K。最后,利用美国通量站的实测数据对地表温度反演结果进行了验证,结果表明均方根误差小于1.8K。     

Fast and slow responses of the North Pacific mode water and Subtropical Countercurrent to global warming

Six coupled general circulation models from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) are employed for examining the full evolution of the North Pacific mode water and Subtropical Countercurrent (STCC) under global warming over 400 years following the Representative Concentration Pathways (RCP) 4.5. The mode water and STCC first show a sharp weakening trend when the radiative forcing increases, but then reverse to a slow strengthening trend of smaller magnitude after the radiative forcing is stablized. As the radiative forcing increases during the 21st century, the ocean warming is surface-intensified and decreases with depth, strengthening the upper ocean’s stratification and becoming unfavorable for the mode water formation. Moving southward in the subtropical gyre, the shrinking mode water decelerates the STCC to the south. After the radiative forcing is stabilized in the 2070s, the subsequent warming is greater at the subsurface than at the sea surface, destabilizing the upper ocean and becoming favorable for the mode water formation. As a result, the mode water and STCC recover gradually after the radiative forcing is stabilized.     

Estimations of net primary productivity and evapotranspiration based on HJ-1A/B data in Jinggangshan city, China

Net primary productivity(NPP) and evapotranspiration(ET) are two key variables in the carbon and water cycles of terrestrial ecosystems.In this study,to test a newly developed NPP algorithm designed for HJ-1 A/B data and to evaluate the usage of HJ-1 A/B data in the quantitative assessment of environments,NPP and ET in Jinggangshan city,Jiangxi province,are calculated using HJ-1 A/B data.The results illustrate the following:(1) The NPP and ET in Jinggangshan city in 2010 both show obvious seasonal variation,with the highest values in summer and the lowest values in winter,and relatively higher values were observed in autumn than in spring.(2) The spatial pattern indicates that the annual NPP is high in the southern area in Jinggangshan city and low in the northern area.Additionally,high NPP is distributed in forests located in areas with high elevation,and low NPP is found in croplands at low elevations.ET has no significant north-south difference,with high values in the southeast and northwest and low values in the southwest,and high ET is distributed in forests at low elevations in contrast to low ET in forests in high-elevation areas and in cropland and shrub grassland in low-elevation areas.(3) Compared to the MODIS product,the range of HJ-1 NPP is larger,and the spatial pattern is more coincident with the topography.The range of HJ-1 ET is smaller than that of the MODIS product,and ET is underestimated to some extent but can reflect the effect of topography.This study suggests that the algorithm can be used to estimate NPP and ET in a subtropical monsoon climate if remotely sensed images with high spatial resolution are available.     

气候变暖的归因研究

气候变暖的成因是目前国际上的一个争议焦点,代表国际主流思想的4次IPCC评估报告[1-4]认为是人类活动的影响造成了变暖,其中包括温室效应加剧使气候变暖,而气溶胶的直接和间接影响则抵消了一部分变暖.但是,从20世纪末至今对气候变暖持怀疑观点的科学家,仍然不断对气候变暖的原因提出质疑[5 7].所以气候变暧的归因研究仍然是国际上的热门问题.