极区电离层对流速度的浅层神经网络建模与分析

电离层对流是太阳风与地球磁场相互作用下驱动的磁层大尺度对流循环与对流电场在极区电离层的映射,与行星际磁场-地球磁场耦合系统息息相关.本文基于SuperDARN(Super Dual Aurora Radar Network)分布在北半球的23部高频相干散射雷达获取到的二维电离层对流速度对其进行建模研究.模型输入为行星际...     

基于经济联系强度的乌鲁木齐都市圈 空间结构研究

从经济联系强度的角度出发, 运用分形理论对乌鲁木齐都市圈的空间结构进行研究, 计算 了都市圈内城市间经济联系强度。对比分形的自相似特征, 分析了都市圈经济联系强度的空间分 布情况, 指出都市圈存在中心城市辐射力不足、对其他城市发展带动力弱等问题。结合产业的相 似度, 探讨了提高中心城市经济辐射力的优化方案, 结果表明乌鲁木齐、米泉市、昌吉市作为一个 经济区统一规划, 经济联系强度分维值是以乌鲁木齐市为中心的近2 倍, 都市圈空间结构明显优 化。在对优化方案进行深入分析的基础上, 发现乌鲁木齐都市圈经济联系强度扩散的空间特征: ( 1) 中心城市的经济辐射能力以及周边地区对中心城市经济辐射力的接受能力, 随距离增加呈现 出按指数函数衰减; ( 2) 梯度扩散与城市的等级规模有关, 城市等级规模小, 对经济辐射的接受能 力弱, 可能出现跃迁现象。在经济扩散过程中, 两种特征同时并存, 前者占主导地位。     

共散射点道集与角道集串级优化叠前偏移速度分析

推导了基于角度域共成像点道集的叠前深度偏移层析速度分析公式,提出一种共散射点（CSP）道集与角道集串级优化叠前偏移的速度分析方法。该方法通过基于CSP道集的叠前时间偏移速度分析获取初始速度,利用基于角度域共成像点道集（ADCIGs）的叠前深度偏移速度分析进行速度更新。实现步骤概括为：将叠前地震数据映射为CSP道集,利用CSP道集叠加速度谱拾取能量团获取均方根（RMS）速度场;通过Dix公式将RMS速度转换为层速度作为层析的初始输入速度,基于ADCIGs实现叠前深度偏移层析速度反演,最终得到高精度的叠前偏移速度场。断层模型和实际资料试算结果验证了该方法的正确性和有效性。     

流态化多级速度梯度混凝反应对絮体的保护作用

多级速度梯度的建立理论上可为絮体的成长创造更理想的环境。目前对流化床混凝工艺的研究多是基于单级速度梯度开展的。以粒径为800 μm 和1 200 μm的树脂颗粒为固相,建立多级速度梯度流化床混凝装置,探讨絮体的成长与形态特征。研究结果表明：在单级速度梯度流化床混凝装置中,当以1 200 μm树脂颗粒为固相颗粒、混凝时间为50.3 s时,絮体发生破碎,混凝效率较混凝时间为41.8 s时降低3%;相同初始填充高度的多级速度梯度条件下,絮体尺寸随着混凝时间的延长而逐渐增加,由5.7 μm成长至70.0~75.0 μm,同时混凝效率也较单级速度梯度下提高了5%~10%。絮体之间的碰撞为絮体成长的主要模式。     

基于分维数的土体裂隙表征单元体估算

由于干湿循环、剪切或其它作用,自然界土壤表面发育着大量裂隙。裂隙相互连接形成网络,裂隙网络是一个随机无序的系统,常规统计方法描述裂隙的分布特征存在很大的难度。网状土体裂隙一般具有分形特征,可以用分维数来进行描述。用数码相机拍摄土体表面的裂隙,将其转换成灰度图像,并结合分形理论,建立了摄影法测定土体裂隙分维数的方法,得到了土体裂隙的分维数。根据表征单元体的物理意义,建立了基于分维数估算表征单元体的方法,并对实例进行了分析。研究表明：分维数随裂隙密度,裂隙宽度和次一级裂隙发育程度的增大而增大;表征单元体与裂隙的密度均匀性和隙宽均匀性相关,基于分维数估算表征单元体的方法简便可行。     

水源热泵井回灌堵塞颗粒迁移模型的建立

以地下水源热泵井回灌中的物理堵塞问题作为研究背景,建立基于质量平衡方程来模拟多孔介质中颗粒的迁移方程和颗粒的沉积造成孔隙损伤的数学模型。该模型充分考虑了颗粒流动速度修正系数、孔隙率修正系数以及颗粒在孔隙里发生捕获率3个因素;模型的建立考虑孔隙率变化的情况,在物质的迁移和堵塞的过程中,孔隙率的变化往往也是个动态的变化过程;与传统的过滤模型相比,考虑了速度折减系数和流量折减系数后新建模型更加系统、全面。该模型为解决回灌井物理堵塞的室内外试验研究提供理论依据。     

基于灰色关联分析的遗传神经网络在水下爆破中质点峰值振动速度预测研究

水下爆破是一个复杂的、非线性的动态能量释放过程,其涉及到的影响因素众多。为了充分利用少量的实测数据,较准确地预测水下爆破质点峰值振动速度,引入灰色关联分析理论,并结合遗传神经网络较强的非线性映射优势和全局化的搜索能力,建立基于灰色关联分析的遗传神经网络模型(GRA-GA-BP)。该模型利用灰色关联分析理论,充分挖掘小样本潜在信息特征,较合理地确定了影响爆破振动速度的主要因素,解决了神经网络在多变量复杂系统中输入变量无法自动寻优的难题,从而增强了神经网络的适应能力和稳定性。采用该模型对广东台山核电站1期工程大襟岛水下爆破开挖质点峰值振动速度进行预测,并与传统的遗传神经网络及萨道夫斯基公式预测结果进行对比,发现GRA-GA-BP模型的预测值与实测值吻合更好,预测误差更稳定。研究方法可为小样本、多因素影响下类似工程质点峰值振动速度预测提供借鉴。     

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.     

四川甘孜州水系分维研究及对地质灾害的启示

被誉为大自然的几何学的分形（Fractal）理论,是现代数学的一个新分支。它的基本特点是承认事物的局部可能在一定条件或过程中,在某些方面（形态、结构、信息、功能、时间、能量等）表现出与整体的相似性,且空间维数的变化既可以是离散的、也可以是连续的。大量的地学现象,如地貌、水系、地震、矿藏等都具有自相似性的分布特征,可以用分形理论进行描述和研究。     

The impact of meso-scale eddies on the Subtropical Mode Water in the western North Pacific

Based on the temperature and salinity from the Argo profiling floats and altimeter-derived geostrophic velocity anomaly (GVA) data in the western North Pacific during 2002–2011, the North Pacific Subtropical Mode Water (NPSTMW) distribution is investigated and cyclonic and anti-cyclonic eddies (CEs and AEs) are constructed to study the influence of their vertical structures on maintaining NPSTMW. Combining eddies identified by the GVA data and Argo profiling float data, it is found that the average NPSTMW thickness of AEs is about 60 dbar, which is thicker than that of CEs. The NPSTMW thicker than 150 dbar in AEs accounts for 18%, whereas that in CEs accounts for only 1%. About 3377 (3517) profiles, which located within one diameter of the nearest CEs (AEs) are used to construct the CE (AE). The composite AE traps low-PV water in the center and with a convex shape in the vertical section. The ‘trapped depth’ of the composite CE (AE) is 300 m (550 m) where the rotational velocity exceeds the transitional velocity. The present study suggests that the anticyclonic eddies are not only likely to form larger amounts of NPSTMW, but also trap more NPSTMW than cyclonic eddies.