基于二次场的可控源电磁法三维有限元-无限元数值模拟

本文提出了一种新的混合有限元-无限元三维可控源电磁法（CSEM）问题快速高精度正演模拟算法.首先从电场双旋度方程出发,推导了水平电偶极子源的二次场边值问题,采用无限元代替截断边界条件和有限元离散内部计算区域的新策略,达到减小计算区域的目的,基于并行直接求解技术,实现多源CSEM问题的快速精确求解.其次,通过层状解析模型测试,一方面验证了新算法的正确性,另一方面通过与其他三种已知CSEM问题求解策略进行对比,表明了本文提出的基于二次场有限元-无限元算法具有离散区域小、求解速度快和计算精度高等优点.最后,通过3D模型计算,清晰直观地模拟了场源阴影效应,为野外数据的处理与解释提供指导.

     

摩擦耗能器的类型与性能及其在实际工程中的应用

摩擦耗能器是一种构造简单、耗能机理明确、耗能能力大且性能稳定的耗能减震装置,在实际工程中已得到较为广泛的应用.主要介绍不同类型摩擦耗能器的构造与性能及其在实际工程中的应用,并提出了摩擦耗能器在开发与应用中需进一步研究解决的问题.     

地图数据读取过程中的数据调度

提出了一种限定内存申请量前提下的数据调度方法。该方法按照FIFO策略实现内外存数据按页面交换,有效地解决了内存限定前提下大数据量地图数据的读取与显示问题。     

火焰原子吸收光谱法测定井水中的钙铁钾镁钠

实验在德国耶拿分析仪器股份公司的Contr AA@300火焰原子吸收光谱仪上进行,仪器配有SFS6分段流动注射和AS52s自动进样器,测定井水中的ca、Fe、K、Mg、Na。在井水样品中加入2mLφ=65％的HNO3和2mL100g/L的LaCl3溶液,以水定容至100mL。待分析样品用Contr AA@300火焰原子吸收光谱仪进行测定。     

C/S模式WebGIS架构技术

针对客户端/服务器(C/S)模式下三层体系构建原理以及地学空间数据库网络发布(WebGIS)特点,以MapGuide空间数据库引擎为核心,分析了嵌入式WebGIS功能接口和事件响应机理。提出了空间数据库与关系型数据库两大引擎之间实现互动链接的有效技术措施,从而弥补了MapGuideViewer插件赖以支持的MWF格式在专业属性数据操作方面的先天性不足。以青海地调院局域网建设实例为基础,详细阐述了C/S模式下青海省基础地学数据库网络框架建设的实现途径。该技术的成功运用,无疑拓宽了青海省地学数字化成果的共享应用渠道,提高了成果的再利用价值。     

提高复杂地层取心质量的一种发夹式岩心提断器及其应用

为了解决普通取心钻具在软弱、松散性复杂地层钻进中的取心问题,降低堵心、磨心概率,提高钻进回次进尺长度和岩心采取率,研制了安装在普通S95绳索取心钻具上的一种新式岩心提断器。该岩心提断器是利用女性头饰发夹卡取软弱、松散岩心,其构件由发夹、发夹座、发夹室组成,无须通过铆焊工艺固定,可在施工现场由手工借助一种发夹装配器进行组装。在某勘查区3个钻孔中进行了试验,试验孔段总进尺45.11 m,平均回次进尺1.16 m,平均岩心采取率91.42%。试验结果表明：该岩心提断器与底喷式钻头及“引心管”配合使用,能够在软弱、松散性破碎地层大幅度提高回次进尺量、岩心采取率及取心质量,解决了试验前应用普通绳索取心钻具,在钻遇松软夹石、水敏性强的复杂地层中岩心采取率不足30%的难题。用发夹卡取软弱、松散岩心的方法与类同现有技术中簧片的卡心方法比较,更具经济性、灵活性和普适性。其应用领域不限于矿山地质,还可拓展到水文地质、工程地质及环境地质的岩心钻探,具有广泛的应用前景。     

现代浮游有孔虫对南海西南部上升流的响应

现代夏季风系统导致了南海西南部（越南岸外）上升流的发育,但浮游有孔虫对夏季上升流的响应如何尚缺乏实测资料,这不利于准确地利用有孔虫来重建古上升流的活动进而反演过去夏季风的强度变化。本研究利用2014年4月14日至11月1日布放于南海西南部夏季上升流区的时间序列沉积物捕获器材料,详细鉴定并定量统计了其所含浮游有孔虫类型。通过分析样品中浮游有孔虫各属种的通量和百分含量变化,结合区域气候环境资料,探讨南海西南部夏季上升流区浮游有孔虫对夏季风的响应,为古上升流与夏季风研究提供现代依据。研究结果表明初级生产力是控制上升流区浮游有孔虫通量变化的首要因素,喜营养种在上升流发育期增多而寡营养种含量下降。因此高表层生产力指示种,如Neogloboquadrina dutertrei可能是追溯南海西南部夏季上升流变化最可靠的指标。

     

空间链接器式多维通用饱和-非饱和流模型研究

多维饱和-非饱和流方程离散后生成的系数矩阵中常存在零系数,这将影响求解过程中的存储空间和计算效率。合理的系数矩阵优化方法既能保证模拟精度,又能提高模型在大规模网格单元中的计算效率及通用性。文章在多维饱和-非饱和流有限差分法基础上,预先记录不同方向上有效单元间的连接关系,避免了零系数的计算和存储,并结合矩阵标识法建立了空间链接器式多维通用饱和-非饱和流模型。通过模拟地下水位起涨、渗流面排水等四个经典案例及田间三场长历时小雨入渗过程,验证了该模型的模拟精度及计算效率。对比结果表明：该模型在多维度、不同边界条件（包括天然降雨、渗流面等）下的模拟精度与Hydrus、VSF等成熟软件相当,计算效率略低于Hydrus软件。田间模拟结果表明：VG模型中的参数n敏感性最强,需优先率定;因模型中尚未考虑大孔隙流影响,各层土壤水分响应时间滞后于实测过程;三场降雨计算时段末期,超过80%的入渗水量仍滞蓄在表层40 cm的土壤中,仅有约4%~12%的水量已转化为潜水。本文模型有望成为传统多维饱和-非饱和流模型的重要补充。     

长白山阔叶红松林花粉通量的时空变化及其与气象因子的关系

花粉是重建古植被和古气候的重要代用指标。利用Tauber花粉收集器监测花粉通量是进行花粉-植被-气候关系研究的重要途径。本项研究分析了长白山阔叶红松林16个样点3年（2010~2012年）共94个Tauber花粉收集器的花粉数据,结果表明：阔叶红松林16个样点均以乔木花粉为主,占比多高于55%,针叶树种花粉在乔木花粉中的占比多高于10%;以松属（Pinus）、桦木属（Betula）、胡桃属（Juglans）、栎属（Quercus）、榆属（Ulmus）等花粉为主,5种主要花粉类型的百分含量在乔木花粉中的占比多高于85%;16个样点的AP/NAP（Arboreal Pollen/Non-Arboreal Pollen,乔木花粉与草本植物花粉之比）平均值为3.0,P/A（Pinus/Astemisia）平均值为2.0,P/Q（Pinus/Quercus）平均值为1.2,P/B（Pinus/Betula）平均值为0.6;年平均总花粉通量存在样点间差异（平均值为24231粒/（cm²·a））,但乔木花粉百分含量、针叶树种和主要种在乔木花粉中的占比以及AP/NAP、P/A、P/Q、P/B等数值在研究区内大多数样点间的波动较小,可以更好地指示阔叶红松林的植被特征和植被不同的发育阶段。花粉通量存在明显的年际差异：2011年的总花粉通量最高（590884粒/（cm²·a））,而2010年和2012年的总花粉通量较低（分别为284662粒/（cm²·a）和301157粒/（cm²·a））。总花粉通量、乔木花粉通量、灌木花粉通量和草本植物花粉通量与气象因子（前一年总降水量、生长季累积降水量、开花前冬季积温）呈正反馈。本研究结果为解释花粉通量与气象因子之间的关系提供了参考依据。