DYNAMIC CROSS-INTERACTION BETWEEN FLEXIBLE SURFACE FOOTINGS BY COMBINED BEM AND FEM

A combined boundary and finite element method is developed and applied to study the dynamic behaviour of a system of flexible surface footings of arbitrary shape bearing on an elastic half-space. The proposed method employs the frequency domain Green's function for the surface of the elastic half-space while a layered plate model is used for the flexible footing. Both the footing and the surface of the half-space are discretized by 8-noded quadratical isoparametric elements, and the meshes are identical. Thus, the compatibility of displacements and equilibrium of forces between the footing and the half-space are fully satisfied. This model provides a better approximation of the stress concentration at edges of relatively rigid footings. Numerical examples demonstrating the effects due to the excitation frequency, the relative rigidity and the distance between footings on the interaction between two square footings are presented. The external forces can be either harmonic or transient.     

关于暴时电离层电流分布的南北半球不对称性

采用国际上广泛认可的高层大气和电离层经验模式提供的各种参数, 通过电离层电流连续方程, 计算出强磁暴条件下6月至日和12月至日内, 磁纬±72°和磁地方时00:00～24:00之间电离层电场、电流等的分布. 计算中考虑了地磁和地理坐标间的偏离; 除中性风场感生的发电机效应外, 还包含了磁层耦合(极盖区边界的晨昏电场和二区场向电流)的驱动外源. 结果表明, 6月至日时, 磁层扰动自极光区向中低纬的穿透情况在南、北半球内基本接近, 北半球内略强; 但12月至日时, 呈现明显的不对称性, 南半球的电流穿透远强于北半球, 而电场的穿透则是在北半球更强. 无论南北半球, 在中高纬地区, 午夜至黎明时段出现较强的东向电场分量, 其[WTHX]E×B[WTBZ]的向上漂移效应, 正是解释我们以往不少研究现象中所期盼的物理机制.     

陕西镇安西口石炭系-二叠系界线剖面综合地层学研究

对中国海相石炭—二叠系界线典型剖面陕西镇安西口剖面进行了生物地层、层序地层、磁性地层、事件地层多学科综合研究。在石炭—二叠系界线附近建立了4个牙形石生物带,自下而上依次为Streptogna-thoduselegantulus带,S·elongatus带,S·gracilis带和S·isolatus带。将研究区石炭—二叠系界线置于S·isolatus带的底界,较以带Pseudofusulinakrotowisphaeroidea-Dunbarinella(PD)带的底界为标志确定的石炭—二叠系界线层位低3·3m。在西口剖面上石炭统逍遥阶至下二叠统隆林阶,以初始海泛面作为层序界面,识别出12个四级层序(大体相当于副层序组),构成5个Ⅱ型三级层序。这5个三级层序及其对应的海平面变化与贵州独山、罗甸纳水、紫云扁平剖面同期地层中三级层序及海平面变化旋回之间显示出较好的对应关系。除下杨家河阶外,其余各阶的底界,包括逍遥阶、上杨家河阶、范家河阶、垭口阶及隆林阶的底界,基本上都位于沉积相转换点或其附近,即层序地层及海平面变化旋回的关键界面或其附近。表明这5个三级层序的关键界面与年代地层界线的关系相当密切。碳酸盐岩磁化率大小与碳酸盐岩微相存在一定的对应关系,显示相对海平面变化是控制碳酸盐岩磁化率大小的重要因素。另外,在重要地层界线附近常出现磁化率异常高值,说明碳酸盐岩磁化率可能作为地层划分对比的重要依据。西口地区晚石炭世逍遥期至早二叠世隆林期地层中可识别出两次明显的类辐射事件。第一次类辐射事件发生在Occidentoschwagerinaalpina-O·postgallowayi(OS)组合带底部,即下杨家河阶的底部。第二次辐射事件发生在Mccloudiaregularis-Par-aschwagerinafragosa-Robustoschwagerinaxiaodushanica(MPR)组合带底部,即范家河阶的底部。具有三级和三级以上隔壁的四射珊瑚动物群突然大量繁盛,代表四射珊瑚演化进程中一次重大变革。在陕西镇安石炭—二叠系界线附近,这个生物事件首现层位相当于类Pseudofusulinaurdalensi(PU)带下部,高于该带底界不到12m,以Xikouphyllum-Shaannanophyllum-Szechuanophyllum-Wentzellophyllum组合带为代表。在这个层位牙形石也发生了重要变化。各类地质事件记录出现的层位关系密切。在垭口阶底界各类地质事件记录吻合最好,隆林阶底界次之,然后是范家河阶底界。与上述3条界线相比,在镇安西口剖面上,以牙形石Streptognathodusisolatus的首现位置确定的石炭—二叠系界线事件地层特征不明显,既不是一个生物辐射演化面,碳酸盐岩磁化率变化也不太明显,在实际工作中不易使用。     

带深桩基础高层建筑结构的地震动输入问题

带深桩基础高层建筑结构的地震反应分析通常按刚性地基假定选择地震动输入,其合理性一直受到工程界关注。本文探讨了此类结构考虑桩-土-结构相互作用的整体有限元分析的地震激励施加、单元网格划分、积分步长确定、边界处理等问题,通过整体有限元分析模型和常规分析模型的算例分析对比,探讨了常规地震动输入方法的合理程度。结果表明,常规输入法总体偏于安全,是基本可行的,但可能低估结构底部几层的地震反应,应引起注意。     

3D viscous-spring artificial boundary in time domain

After a brief review of studies on artificial boundaries in dynamic soil-structure interaction, a three-dimensional viscous-spring artificial boundary （VSAB） in the time domain is developed in this paper. First, the 3D VSAB equations in the normal and tangential directions are derived based on the elastic wave motion theory. Secondly, a numerical simulation technique of wave motion equations along with the VSAB condition in the time domain is studied. Finally, numerical examples of some classical elastic wave motion problems are presented and the results are compared with the associated theoretical solutions, demonstrating that high precision and adequate stability can be achieved by using the proposed 3D VSAB. The proposed 3D VSAB can be conveniently incorporated in the general finite element program, which is commonly used to study dynamic soil-structure interaction problems.     

基于旋翼无人机观测的雾天和霾天VOCs垂直分布特征研究

为研究雾和霾天气下VOCs时空变化特征,于2020年11月19日—2021年1月15日在江苏省东海国家气象观测站进行为期58 d的外场观测试验。利用自主研发的多旋翼无人机捕获2次辐射雾和2次霾天气过程,获得气温、气压、相对湿度、风向、风速、VOCs、O₃等7种要素100多条垂直廓线。结果表明：时间上,霾过程夜间VOCs体积浓度(0.225～0.253 ppm(parts per million, 1 ppm=10^-6))明显高于白天(0.191～0.205 ppm),雾形成前体积浓度(0.121～0.239 ppm)显著高于雾过程(0.056～0.209 ppm)。雾过程中VOCs体积浓度与雾强度变化相反,雾层高度与VOCs体积浓度剧烈变化高度一致,雾层(<200 m)中VOCs体积浓度(0.172～0.178 ppm)明显减小,显著低于雾形成前(0.195～0.240 ppm),雾层以上浓度变化大,雾结束后1 h内保持雾过程中分布特点。雾对逆温层中的水溶性污染物有清除作用,VOCs体积浓度和O₃质量浓度均下降。     

基于ArcEngine的数字高程模型更新方法研究

采用COM技术,以ARCENGINE所提供的类库和凸包算法,实现了数字高程模型(DEM)数据更新的边界检测和利用矢量地形数据采集更新数字高程模型数据的方法。保证了数字高程模型数据的精度,可以满足数字高程模型的现势性需求。     

海水中A3钢样阴极保护电化学场的二维有限元计算

有限元法已被证明是计算阴极保护场中电位、电流密度分布的有效方法。作者建立了二维的有限元数学模型,并讨论了模型中电化学场的非线性边界条件的处理和非线性方程组的迭代法解法。用构建的模型对简单的阴极保护模拟体系进行了分析,得出了较合理的结果。     

海泥环境中阴极保护的边界元计算

根据阴极保护的特点,建立了用于数值计算的模型;采用边界元方法对海泥介质中的阴极保护系统进行了计算,获得了海泥中钢管表面以及海泥介质内部的电位分布。将计算的结果与测量的数据进行比较,两者具有较好的一致性。     

Cluster卫星观测的中高度极隙区中场向电流引起的磁场的扰动变化

本文分析了2002年9月10日Cluster四颗卫星穿越南极和北极极隙区期间的观测资料。这两次穿越是在弱而稳定的南向行星际磁场(IMF)条件下发生的。数据显示极隙区中的场向电流(FACs)引起了大的磁场扰动。本文采用了一种基于卫星多点测量来计算扰动界面方向和运动速度的方法。结果显示界面与磁力线大致平行,而它们的速度在卫星穿越南极极隙区时几乎朝向晨侧,在穿越北极极隙区时几乎朝向昏侧,并且其运动速度与相应卫星的速度相比其值很小。