多相离散随机介质模型及其探地雷达波场特征研究

沥青混凝土是由骨料、沥青胶浆、空气按照一定的体积百分比混合而成的多相非匀质混合物, 其骨料、沥青胶浆和空气的体积不等、形状各异、介电特性不同、空间位置随机分布, 具有明显的多相、离散、随机介质特征.本文基于随机介质模型理论, (1)测量与统计了介电常数在典型沥青混凝土芯样空间上的随机分布统计特征; (2)估算了沥青混凝土介质的自相关函数及其特征参数(自相关长度、自相关角度等), 确定其随机介质类型; (3)提出了量化约束下的多相离散随机介质建模算法, 以混合型椭圆自相关函数为基础, 构建了不同粗糙度因子的多相离散随机介质模型; (4)构建了不同空隙率的多相离散随机介质模型, 正演模拟与对比分析了探地雷达波在均匀介质、连续型随机介质和多相离散随机介质中的传播特征.结果表明:多相离散随机介质模型不仅描述了沥青混凝土的多相、离散与空间随机分布统计特征, 而且进一步描述了其各组成物质体积百分比, 能更全面、准确地描述沥青混凝土的介质特征, 同时也为描述其他类似材料或介质提供了新的方法和途径; 在多相离散随机介质模型中, 探地雷达波散射强烈, 随机、无序传播的散射波相互叠加干涉, 形成了明显的随机扰动和"噪声", 致使异常体反射波扭曲变形、不连续, 降低了探地雷达回波的信噪比和分辨率.研究探地雷达波的随机扰动特征与多相离散随机介质模型参数之间的关系, 将为定量评价多相离散随机介质的属性参数提供参考和帮助.     

钻进过程孔内动态参数同步采集系统的研制

介绍了钻进过程孔内参数采集系统的组成原理,性能指标与特点,试验情况和应用前景。     

利用抽水试验资料确定水文地质参数

本文根据抽水试验取得的数据,分别采用稳定流公式法、降深-距离配线法、漏斗疏干法和直线解析法四种方法,计算了黄河侧渗补给浅层地下水的各项水文地质参数,最后对试验成果的合理性进行了分析评价并确定了各项水文地质参数.     

Optimum multiple tuned mass dampers for structures under the ground acceleration based on the uniform distribution of system parameters

The five MTMD models, with natural frequencies being uniformly distributed around their mean frequency, have been recently presented by the first author. They are shown to have the near‐zero optimum average damping ratio (more precisely, for a given mass ratio there is an upper limit on the total number, beyond which the near‐zero optimum average damping ratio occurs). In this paper, the eight new MTMD models (i.e. the UM‐MTMD1～UM‐MTMD3, US‐MTMD1～US‐MTMD3, UD‐MTMD1 and UD‐MTMD2), with the system parameters (mass, stiffness and damping coefficient) being, respectively, uniformly distributed around their average values, have been, for the first time here, proposed to seek for the MTMD models without the near‐zero optimum average damping ratio. The structure is represented by the mode‐generalized system corresponding to the specific vibration mode that needs to be controlled. Through minimization of the minimum values of the maximum dynamic magnification factors (DMF) of the structure with the eight MTMD models (i.e. through the implementation of Min.Min.Max.DMF), the optimum parameters and values of Min.Min.Max.DMF for these eight MTMD models are investigated to evaluate and compare their control performance. The optimum parameters include the optimum mass spacing, stiffness spacing, damping coefficient spacing, frequency spacing, average damping ratio and tuning frequency ratio. The six MTMD models without the near‐zero optimum average damping ratio (i.e. the UM‐MTMD1～UM‐MTMD3, US‐MTMD1, US‐MTMD2 and UD‐MTMD2) are found through extensive numerical analyses. Likewise, the optimum UM‐MTMD3 offers the higher effectiveness and robustness and requires the smaller damping with respect to the rest of the MTMD models in reducing the responses of structures subjected to earthquakes. Additionally, it is interesting to note, by comparing the optimum UM‐MTMD3 with the optimum MTMD‐1 recently investigated by the first author, that the effectiveness and robustness for the optimum UM‐MTMD3 is almost identical to that for the optimum MTMD‐1 (without inclusion of the optimum MTMD‐1 with the near‐zero optimum average damping ratio). Recognizing these performance benefits, it is preferable to employ the optimum UM‐MTMD3 or the optimum MTMD‐1 without the near‐zero optimum average damping ratio, when installing the MTMD for the suppression of undesirable oscillations of structures under earthquakes. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

海洋生态模型中参数时空分布的反演研究

本文将伴随同化方法应用于海洋生态系统动力学模型。将一年平均分为72个过程,通过同化每一个过程研究区域(17°N-~45°N,173°E~142°W)内的SeaWiFS表层叶绿素数据,优化影响生态机制的5个关键参数Vm、Dz、e、Gm、Dp(简称KP),得到他们在研究区域内的时空分布。对于KP中的每一个参数,首先,分别将其在时间和空间上求平均,得到参数的空间分布场(KPS)和时间分布序列(KPT);其次,将KPS在空间上求平均,得到一个常数(KPC),并利用KPS、KPT和KPC表示出KP的另一种时空变化形式KPST,它减少了模拟过程中变量个数。结果表明,无论是空间分布还是时间分布,Vm、Dz和e具有相同的分布特征和变化趋势,相关系数可达0.99,Dp和Gm亦然,;而Vm、Dz和e的变化趋势与Dp和Gm的变化趋势呈负相关,相关系数可达-0.99。5个参数的变化趋势符合物理意义和生态机制。将模型中的参数分别按上述5种形式赋值,正向运行模式1年,结果表明,考虑参数时空分布的实验误差最小。说明在海洋生态系统动力学数值模拟中,与只考虑参数的空间分布或者只考虑参数的时间分布相比,考虑参数时空分布更合理,更具有物理意义且符合生态机制;伴随同化技术在优化时空变化的参数方面,是一种有效的,普遍适用的方法。     

进化策略算法在地面沉降量计算参数反演中的应用

多数情况下,评估的研究区缺乏多年积累的地下水位及开采量资料。因此,通常采用土力学模型,根据太沙基固结理论,进行地面沉降量预测。在地面沉降量计算中,土层变形参数值的选取直接影响计算结果的精确性。深层含水层埋深通常大于100m。通过现场勘探,采取土样进行岩土物理力学性质试验获取参数值,成本过于昂贵。通过参考区域土层物理力学性质资料,结合工程经验获取参数值,预测结果的精度得不到保证。针对上述情况,作者提出用非线性优化算法-进化策略算法,根据实测地面沉降量反演土层变形参数值。通过这种方法确定参数值,既节约成本,又保证了计算结果的可靠性。进化策略算法通过模拟生物遗传及进化过程,利用转移概率来帮助指导搜索。搜索结果不依赖于初始点的选择,对于求解全局最优解有很强的鲁棒性。作者将进化策略算法用于某一工程实例土层变形参数的反演,结果表明了该算法的可行性及稳健性,值得在工程实践中推广应用。     

中国南海东部海域气候特征及风浪流极值参数的研究——LAGFD数值模式群的应用

本文采用先进的ＬＡＧＦＤ风、浪数值模式和ＰＯＭ（ＰｒｉｎｃｅｔｏｎＯｃｅａｎＭｏｄｅｌ）三维海流模式对自１９４５～１９９５年间发生并影响南海东部海域的２９９个历史最强热带气旋过程进行数值后报,给出了南海东部部分海域（１９°～２３°Ｎ,１１３°～１１８°Ｅ）中１０００ｍ等深线内６０个点的多年一遇风、浪、流和水位极值,并简要分析了南海东部（１５°～２７°Ｎ,１０８°～１２２°Ｅ）的气候特征,为该海域区域性海洋环境研究与工程开发提供了基础参考数据。     

三江源植被净初级生产力估算研究进展

植被净初级生产力（NPP）作为重要的植被参数和生态指标,能够直观地反映生态环境的变化和区域碳收支水平。鉴于三江源特殊的地理环境和战略地位,众多学者曾应用不同的方法对三江源植被NPP进行了估算,但是由于各方面原因,NPP估算结果存在较大差异。目前,虽在三江源地区开展了大量NPP估算研究,但尚未有相关文章对这些研究进行汇总并加以分析和评价。因此,本文在前人研究成果的基础上,通过综述已有文献,对三江源植被NPP估算的相关方法与结果进行了系统地总结,探讨不同方法在三江源地区的适用性,指出已有方法存在的主要问题,并对现有NPP估算结果进行评估分析,最后提出了未来三江源NPP估算研究亟待加大研究力度的方向。