A new damage model based on non‐local displacements

A new non‐local damage model is presented. Non‐locality (of integral or gradient type) is incorporated into the model by means of non‐local displacements. This contrasts with existing damage models, where a non‐local strain or strain‐related state variable is used. The new model is very attractive from a computational viewpoint, especially regarding the computation of the consistent tangent matrix needed to achieve quadratic convergence in Newton iterations. At the same time, its physical response is very similar to that of the standard models, including its regularization capabilities. All these aspects are discussed in detail and illustrated by means of numerical examples. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

Observational and Mechanistic Analysis of a Nighttime Warm-Sector Heavy Rainfall Event Within the Subtropical High over the Southeastern Coast of China

In August 2021, a warm-sector heavy rainfall event under the control of the western Pacific subtropical high occurred over the southeastern coast of China. Induced by a linearly shaped mesoscale convective system(MCS), this heavy rainfall event was characterized by localized heavy rainfall, high cumulative rainfall, and extreme rainfall intensity.Using various observational data, this study first analyzed the precipitation features and radar reflectivity evolution. It then examined the role of e...     

一种新的三维地下管线衔接模型算法研究

在城市地下管网中,管线通过管件实现相交、衔接和连通等操作,然而地下管线连接方式种类繁多,管件在面对地下管线复杂多样的连接方式时存在无法完全表达的问题。文中主要研究在三维地下管网建模过程中,管件在不能完全表达管线连接方式时的衔接模型,按衔接管径不同将管线衔接建模分为等径管线衔接建模和异径管线衔接建模两类;提出采用圆管—圆球—圆管的组合进行等径管线衔接建模方法;重点研究异径管线衔接建模,提出一种利用ArcEngine组件对象构建多片圆柱体,圆柱体模拟圆环体,若干首尾相接的渐变径圆环体拟合弯管的算法。研究方法能够高效逼真地构建出等径弯管模型和异径弯管模型,解决了地下管线三维模型衔接处的光滑建模问题。     

GGOS对流层延迟产品精度分析及在PPP中的应用

对流层延迟是卫星导航定位的主要误差源,GNSS广域增强需要高精度的对流层延迟产品进行误差修正。对流层延迟可通过GNSS进行实时估计,也可通过融合多源数据的数值气象预报模型获取。IGS发布的全球对流层天顶延迟产品由GNSS解算,其精度可达4mm,时间分辨率为5min,但其分布不均匀,在广袤的海洋区域无数据覆盖。GGOS Atmosphere基于ECMWF 40年再分析资料,可提供1979年以来时间分辨率为6h、空间分辨率为2.5°×2°的全球天顶对流层总延迟格网数据。本文通过2015年全球IGS测站的ZTD资料对GGOS的ZTD产品进行了评估,研究了GGOS Atmosphere对流层延迟产品与IGS发布ZTD资料之间的系统差,通过线性拟合估计出每个测站GGOS-ZTD与IGSZTD系统差系数(包括比例误差a和固定误差b),然后对比例误差a、固定误差b进行球谐展开,建立了两种ZTD数据源之间的系统差模型。选取IGS测站和陆态网测站,对附加系统偏差改正后的GGOSZTD产品对PPP的收敛速度的影响进行研究。本文研究结果表明:GGOS-ZTD与IGS-ZTD间存在系统偏差,其bias平均为-0.54cm;两者之间较差的RMS平均为1.31cm,说明GGOS-ZTD产品足以满足广大GNSS导航定位用户对对流层延迟改正的需要。将改正了系统差后的GGOS-ZTD产品用于ALBH、DEAR、ISPA测站、PALM测站、ADIS测站、YNMH测站、WUHN测站进行PPP试验,发现可明显提高定位收敛速度,尤其是在U方向上,收敛速度分别提高10.58%、31.68%、15.96%、43.89%、51.46%、14.69%、18.40%。     

中国环境污染的健康压力时空差异特征

构建基于环境污染的人口健康压力指数模型,引入空间集聚和收敛性检验方法,对中国各省区2005~2014年的污染健康压力的时空差异特征进行研究,结果表明：① 2005~2014年各省区的污染健康压力指数发生明显下降,省际差异程度有所降低,但“东高、西低、中部居中”的基本格局没有变化。② 各省区健康压力指数的空间分布在宏观上呈现出一定的空间集聚性,集聚趋势随时间有所弱化。③ 在控制城市化率、人均GDP、人口死亡率、森林覆盖率等变量的条件下,考察时段内各省区健康压力指数变化存在微弱的收敛性,各省区的健康压力预期将逐步趋同于某一较低水平。     

鲁西北一次持续性暴雨成因分析

利用地面自动气象站、NCEP 1°×1°和FY2E反演T_(BB)等资料,对2012年7月31日—8月1日发生在山东一次持续的区域性暴雨进行分析和研究。结果表明,(1)在副高稳定的形势下,低层切变线、地面冷锋是造成暴雨的主要天气系统。(2)低层锋生强迫激发了非地转垂直环流,上升气流加强,雨强增大,上升支的建立到强降水开始间隔约6 h。(3)暴雨区925 hPa湿斜压项在强降水时为负值,其增强应为低层锋生作用造成的。雨区范围和雨强随湿斜压项增强而增大。(4)对流单体的生成和加强影响降水落区和雨强,增强的单体合并时雨强最强。T_(BB)中心区位于低层切变线与锋面右侧,强降水位于两者之间。(5)地面辐合线与T_(BB)中心基本重合,辐合线左侧气旋性弯曲处与T_(BB)中心区后侧的等值线梯度大值区位置一致,强降水则出现在两者重叠处。(6)干线与辐合线是此次强降水的重要中尺度系统,干线始终落后于辐合线,其分布对暴雨落区有一定的指示意义。     

“威马逊”台前飑线环境场及多普勒雷达回波特征

利用常规观测资料、多普勒天气雷达资料、地面自动站加密资料、NCEP 1°×1°的再分析资料等对2014年7月18日发生在湘赣地区一次台前飑线过程的环境条件及多普勒天气雷达特征进行研究。结果表明:台前飑线产生前,对流层低层较好的水汽条件、条件不稳定层结以及两者结合形成的高CAPE值均为其发生发展提供了良好的条件;台风倒槽是此次台前飑线过程主要影响系统,露点锋、地面辐合线为其提供了抬升触发和维持加强机制;台前飑线西移北上的过程中出现"弓形"回波、中层径向辐合(MARC)、速度大值区、阵风锋。本次台前飑线和以往研究的西风带飑线存在以下差异:本次飑线低层垂直风切变主要是以风速差为主;中高层的冷空气侵入并不明显;在成熟阶段,气压场上也没有明显的雷暴高压,但有明显正变压;本次飑线过程是发生在暖湿的环境条件下,后侧入流为相对湿度较大的东南急流,雨水蒸发并没有西风带飑线强烈;雷达速度图上虽有MARC特征但最大正负速度差值并不是很大(15~27 m/s)。上述特征可能是该台前飑线过境湖南过程中没有造成极端大风的主要原因之一。     

2020年“1·24”广西大范围冰雹天气过程分析

2020年1月24-25日,广西出现近20年来范围最大的一次冰雹天气过程。利用常规观测资料、雷达、卫星以及再分析资料,对此次天气过程进行分析和诊断。结果表明:(1)500hPa宽槽、高空急流、低层切变、地面冷锋以及辐合线相配合提供有利环流背景,异常偏冷的中层导致大温度直减率,大气不稳定增强;(2)深层强垂直风切变、热力不稳定层结以及适宜的0℃、-20℃层高度为冰雹产生提供适宜的热动力条件;(3)对流云团呈“长椭圆”型,具有造成区域性冰雹天气的典型特征,雷达回波图上的回波悬垂结构、超过60dBz的强反射率因子、VIL跃增、持久深厚中气旋以及高层辐散低层辐合等特征,对于冰雹天气的识别和预警具有指示意义。     

深埋小净距多线平行盾构掘进相互作用分析

浅覆软弱地层中小净距盾构隧道施工时,后行隧道施工显著影响先行隧道安全,但深埋情况下,由于地下岩土层的复杂性和不确定性,使得多线隧道施工时先行隧道的变形变得复杂。以上海硬X射线土建部分盾构隧道为背景,结合有限元数值模拟,分析了深埋小净距盾构隧道施工时的相互影响,并对不同的盾构参数进行了敏感性分析。研究表明:随着后行隧道的开挖,先行隧道管片的变形增量变化基本呈双峰特征。当采用左-右-中方式开挖时,管片变形增量呈一大一小双峰分布;而采用中-右-左方式时,管片竖向变形增量峰值的大小和方向相同,而水平变形增量的峰值相同,方向不同;随着浆液弹性模量的增加,管片竖向变形增量变化较大,水平变形增量基本不变;随着顶推力的增大,管片的变形也在相应地增大,并在支护应力比为0.6～0.7之间时达到稳定;地下水的存在对管片竖向变形有着一定的影响;通过对比2种开挖方式管片的变形收敛情况,选择左-右-中次序开挖比较安全。     

随机搜索算法在确定河流水质参数中的应用

将两种随机搜索算法应用于识别瞬时投放示踪剂、一维流动的条件下的河流水质数学模型参数.分别编写了原始随机搜索和受控随机搜索两种算法的运算程序,采用不同待估水质参数的初始输入值进行了数值实验.结果表明:①两种搜索方式均可成功地应用于河流水质数学模型的参数识别问题;②待估参数的初始值输入范围对算法的收敛性几乎没有影响;③控制搜索方向对随机搜索速度有一定的改进,但改进作用并不明显.与其它算法相比,随机搜索算法具有原理非常简单、易于编程运算、搜索速度和搜索结果与参数初始输入值范围基本无关且基本不需要预先给定算法控制参数等优点.