冬半年青藏高原绕流与中国降水和气温的关系

冬半年中纬度西风带在青藏高原地区产生南北两支绕流,即动力性的南支槽和北支脊,这样的绕流对其周边及下游天气气候有重要影响。本文先分别用600 hPa动力性的南支槽和北支脊各自所在的关键区域的平均涡度与多年平均涡度的差异,表示南支槽和北支脊的强度,然后直观地将南支槽和北支脊强度之差定义为高原绕流强度指数,利用相关分析和合成分析等方法,讨论高原绕流在冬半年平均（10月至次年4月）、秋季、冬季和春季的演变与中国降水和气温的关系。结果表明：高原绕流在冬半年10月至次年4月期间定常的存在,年际变化明显,冬季最强。全球变暖背景下,各时间段绕流强度的变化与中国西北、西南和华南部分地区的降水和气温的关系明显,特别是在冬季。降水关联性最好的是中国西南地区和华南地区,与西北、西南和东北地区的气温变化关系明显。探讨各时间段各层的大尺度大气环流和水汽通量散度、垂直速度等物理量的异常场,亚洲大部分地区自下而上的正压性特征显著,可以很好地解释各时间段高原绕流的异常与中国降水和气温关系。绕流的异常也可能是引发中国冬半年期间高影响天气的原因之一。     

多方向不规则波传播变形数值模拟

在推广的缓坡方程数学模型基础上建立了多方向不规则波数学模型,综合考虑了波浪折射、绕射、反射、底摩擦和风能输入等因素。基于线性波浪理论,将波浪方向谱在频率和方向上按等能量分割法离散后,分别计算各组成波的传播变形,再计算合成波要素。缓坡方程数学模型采用改进的ADI法求解,计算效率高,稳定性好。采用椭圆形浅滩不规则波模型试验结果和单突堤不规则波绕射理论解对数学模型进行了验证,数值模拟结果和试验值及理论解符合良好。利用该模型进行了某港港内波浪折射、绕射和反射的联合数值模拟,给出了合理的港内波高分布。     

矿井分布式地震超前探测系统研究与应用

为探测掘进巷道前方地质构造,研制一套矿井分布式地震超前探测系统。系统基于地震波反射理论,通过检波器分布式接收或震源分布式激发确定地质异常体的位置。为了进一步提高煤矿采掘过程中构造的预测预报精度,采用分布式观测系统和孔中胶囊检波器进行数据采集以提高设备的灵敏度,通过负视速度原理排除侧帮和后方地质异常体的干扰,利用绕射共偏移算法优化数据反演成果。经过大量试验验证和归纳总结,该系统采用人工锤击震源可有效探测出前方70 m范围内的地质异常信息,采用人工炸药激发震源可有效探测出前方150~200 m范围内的地质异常信息。研究结果表明,矿井分布式地震超前探测系统通过从硬件到软件优化,可实现采掘过程中对地质构造的探测精度,并提高探测效率。     

高压架空输电线路的防雷技术探讨

在对枣庄市山区的几条10kV和35kV高压输电线路的防雷施工中,通过对高压输电线路的雷击跳闸案例分析,分析出了高压架空输电线路的雷击跳闸的原因,探讨高压输电线路切实有效的雷电防护技术,解决雷电对输电线路的绕击和反击问题。     

Near-surface structure and energy characteristics of the Antarctic Circumpolar Current

Historical surface drifter observations collected from the Southern Ocean are used to study the near-surface structure, variability, and energy characteristics of the Antarctic Circumpolar Current （ACC）. A strong, nearly zonal ACC combined with complex fronts dominates the circulation system in the Southern Ocean. Standard variance ellipses indicate that both the Agulhas Return Current and the East Australian Warm Current are stable supplements of the near-surface ACC, and that the anticyclonic gyre formed by the Brazil warm current and the Malvinas cold current is stable throughout the year. During austral winter, the current velocity increases because of the enhanced westerly wind. Aroused by the meridional motion of the ACC, the meridional velocity shows greater instability characteristics than the zonal velocity does over the core current. Additionally, the ACC exhibits an eastward declining trend in the core current velocity from southern Africa. The characteristics of the ACC are also argued from the perspective of energy. The energy distribution suggests that the mean kinetic energy （MKE）, eddy kinetic energy （EKE）, and are strong over the core currents of the ACC. However, in contrast, EKE/MKE suggests there is much less （more） eddy dissipation in regions with strong （weak） energy distribution. Both meridional and zonal energy variations are studied to illustrate additional details of the ACC energy characteristics. Generally, all the energy forms except EKE/MKE present west-east reducing trends, which coincide with the velocity statistics. Eddy dissipation has a much greater effect on MKE in the northern part of the Southern Ocean.     

弹性双柱在规则波作用下振动响应

通过速度势的特征展开方法,建立垂直圆柱对波浪绕射的解析解,得到作用在柱体上的波浪力计算表达式,通过谐波增量平衡法(IHB法),计算研究弹性双柱相对位置对双柱振动响应的影响。设计了弹性双柱体模型试验,数值结果与模型试验结果较吻合,为海洋工程结构振动设计提供一种解决方法。     

金属矿地震绕射波分离与成像——以庐枞矿集区和钦杭成矿带为例

不同于油气藏能源大多产于沉积地层之中, 金属矿成矿部位的地质条件要更为复杂多变。通常情况下矿体表现为不规则形状, 且连续性较差, 难以满足现有地震反射波法所以依据的镜面反射条件(徐明才等, 2009)。不同的围岩地震地质条件差异很大, 甚至同一种岩性受到蚀变、构造作用的影响, 表现出不同的阻抗特征, 当围岩与矿体间的波阻抗差异较小, 难以形成有效的反射波。在控矿构造方面, 通常大规模的构造对成矿具有控矿、控岩作用, 而与成矿部位密切相关的一般是小规模的断裂, 反射波较难识别。根据菲涅耳带理论, 当地质体的尺度小于地震波的一个波长时, 反射地震成像精度会骤降, 而来自这些小尺度、非均匀地质体产生的绕射波和散射波成像较反射波成像具有明显的高分辨率、甚至超高分辨率。利用绕射波成像能够探测和识别地下重要的构造信息, 如破碎带、断层、尖灭点、礁体边界、次火山岩、小尺度的侵入体、不规则盐丘体, 以及其他不连续的地质体(Karimpoul et al., 2015)。考虑金属矿围岩及控矿构造复杂, 矿体几何尺寸较小、形状不规则, 容易产生绕射波, 理论上利用地震绕射波识别这些地质体较反射波更具优势。     

L形和U形三维钝体结构绕流的数值模拟研究

采用大涡模型对L形和U形三维钝体建筑物的绕流特性和风压分布特性进行数值研究。考虑平均和脉动速度入口边界,在雷诺数为1.5×10~5～7×10~5条件下,对2种钝体的9种分析工况进行瞬态动力分析,并将计算结果与已有研究进行对比。研究表明,钝体绕流对周围流场影响的强弱程度依次为尾流区、屋顶区、来流区,影响大小随着流场与钝体之间距离、钝体建筑高宽比、离地高度的增大而减小,且对来流区0.25H、屋顶上部0.4H、左右两侧0.5H、尾流区2.0H范围内流场的影响最大;钝体迎风面风压分布比较均匀,而侧面、背面和顶面受绕流涡旋的影响较大,平均风压分布较为复杂,并与脉动风压分布具有类似的变化趋势。研究结果对结构抗风设计与建筑风环境设计具有一定的参考价值。     

全干涉成像的微地震定位方法研究

基于偏移成像的微地震定位方法由于可避免走时拾取误差以及可实现自动化定位等优点被广泛应用.绕射叠加方法将能量沿走时曲线聚焦到空间网格点上,进行成像时需要搜索发震时刻.干涉成像方法利用互相关提取的走时差信息可避免搜索发震时刻,但定位结果受数据信噪比的影响较大.为了进一步提高干涉成像法的定位精度,本文提出一种同时使用互相关和自相关道集的全干涉成像方法,增加的自相关道集提取的S-P走时差可降低震源-检波器方向的定位误差,提高定位精度.单井监测的理论测试和实际数据的研究结果表明,全干涉成像的定位精度高于仅使用互相关道集的干涉成像方法,同时计算效率高于绕射叠加方法.