面向海上目标搜索任务的多无人机协同航路优化

提出了一种面向多无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)协同搜索海上目标任务的航路优化方法。首先,分析多无人机协同航路优化问题的基本要素模型。然后,在对各UAV独立维护的目标概率图信息进行探测更新的基础上,采用状态预测一致性算法实现目标概率图信息的快速融合。最后,同时考虑局部搜索收益与未来搜索收益,采用分布式模型预测控制(distributed model predictive control,DMPC)方法优化各UAV的搜索航路。仿真结果表明,本研究提出的方法具有较高的搜索效率,可有效应用于海上目标的快速搜索任务,具有重要的应用价值。     

通过水体置换降低水库富营养化风险：长江口青草沙水库案例研究

城市淡水系统的富营养化风险是世界范围内普遍关注的问题。多种物理、生物和化学技术手段被应用到富营养化湖库的治理当中,以期抑制水体的富营养化程度和藻类生物量。经证实,在未有效降低营养盐来源的情况下,这些手段的效果有限。而在发展中国家,控制营养盐来源可能需要花费数十年的时间。本研究旨在分析某一高营养盐负荷的沿海水库的富营养化和藻类水华风险,以期确认通过水利调度来抑制水库富营养化状态的可行性。该案例水库为位于长江口的青草沙水库。该水库2009至2012年期间的库内五个点位的水质数据被用于进行案例分析。水质指标包括水温、透明度、溶解氧、总氮、总磷和浮游植物叶绿素a。该水库的建设期为2009年4月至2010年10月,期间水库未曾与长江口发生水体交换。该水库的试运营期为2010年10月至2011年1月,正式运营期为2011年1月至今。在运营期间,库内与长江口的水体交换逐步上升。综合营养状态指数（TLI）被用于评估该水库的营养状态变化情况,该指数是通过数个代表性水质指标计算得到。库区的TLI指数峰值在2009年夏季可达51,在2011年夏季可达55,超过TLI指数的富营养化阈值50。TLI的谷值32出现在2010年的夏季。水质观测期的其他时段的TLI指数均可保持在50以下。以上分析结果表明：水库在2009年和2011年夏季由于过量的营养盐负荷和藻类水华迅速恶化到富营养化状态。水库在2010年和2012年均未出现富营养化状态和藻类水华,这是由于2010年期间水库缺少营养盐输入,2012年期间水库调度充分地置换了库区水体。库区水质指标的时空变化均通过文中的观测资料和数据分析进行展示。经分析表明,通过潮汐涨落来充分置换库区水体的水库调度手段是一个极为经济有效的抑制高营养盐水体富营养化和藻类水华的工程手段。     

波浪作用下单桩基础周围海床液化机制研究

建立波浪作用下单桩周围三维海床动力响应模型,考虑自重影响下的海床长时间固结过程。采用已有物理模型试验数据对模型进行验证,证实其具有较好的适用性。模拟波浪作用下单桩周围三维海床液化区域,通过定量分析超孔隙水压力和土体初始有效应力的变化,讨论单桩插入深度对海床液化的影响机制。研究表明,单桩插入深度发生变化时,土体初始有效应力对海床液化的影响要大于超孔隙水压力,且影响程度随着插入深度的增加而逐渐增大。     

影响地下应力状态的构造作用

成岩成矿的外部条件中压力是很重要的因素。地下岩石所受的压力不仅来自上覆岩石的重力，而且来自构造力和热力及其它力。这些力合成一个三轴不等的应力状态，相当一个以最短轴为半径的球状应力迭加一个差应力。前者影响成岩成矿和变质作用，后者控制岩石变形和组构的变化。通过三维应变应力测量，这两部分力通过计算是可以区分开的，因而这将是建立地下深度测算新方法的一个基础。     

碱性玄武岩形成的时限及其地质意义

中国华北克拉通及邻区的早前寒武纪不存在碱性玄武岩。全球范围内碱性玄武岩的形成也存在时限性，它们在中新生代以来相对大量的出现。碱性玄武岩可划分为钾质碱性玄武岩和钠质碱性玄武岩两大类，后者还可作进一步划分。它们在同位素组成和元素组成上存在相互过渡的变化，这与地幔源区外来加入物质的种类和比例不同有关。高压和低程度熔融是所有碱性玄武岩形成的必要条件。研究表明，碱性玄武岩形成具时限性主要与地球热状态从热向冷的历史演化有关。碱性玄武岩的形成需要地幔俯冲作用，可达到相当深度的地幔俯冲作用只是到了太古宙以后才发生，并在中新生代以来达到高潮。     

实验研究岩石圈深部流体及相关科学问题

实验研究地球岩石圈深部流体和对地球深部流体的观测发现,水溶液在跨越临界态时有许多特殊性质。使用水热金刚石压钻在200～800MPa,300～700℃条件下,可观测到：NaCl-H2O溶液两相不混溶相区的结构和近临界态现象。测量高温高压下NaCl溶液的电导率,在近临界和跨越临界态时发现最大电导率值。在对大洋中脊热水观测中可发现大多数喷口是在2200m深。喷口正在近临界态条件下喷出含矿流体。这些临界态研究对于重新分析岩石圈的地球物理测量结果和对认识大陆岩石圈内流体性质有很大意义。     

相变前的热力学平衡态对铁电液晶排列的影响

本实验选用ZLI-3654型铁电液晶(FLC)以及SE-3140型取向剂制备FLC器件样品,通过改变FLC相变过程中的降温速率以及相变前的热力学平衡态来研究FLC相变前的热力学平衡态对FLC排列的影响,共进行了十组实验.实验后,将FLC器件静态对比度进行比较,得出手性向列相到近晶A相(N^*-SmA)相变前的热力学平衡态对FLC实现均匀排列起着极其重要的作用的结论.实验结果表明:器件的静态对比度可高达620 ∶1, N^*-SmA相变前的热力学平衡态有利于形成高对比     

激发态质子转移分子2-(2'-羟基苯基)苯并噻唑溶液的全光开关效应

研究了激发态质子转移(ESPT)分子2-(2'-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)在不同极性溶剂中的光开关行为,探讨了溶剂极性对HBT分子光开光效应的影响.揭示了光开关脉冲信号的形成原因,建立了基于光诱导HBT分子激发态非线性折射效应的皮秒全光开关的理论模型.根据对时间响应函数的理论计算和实验结果分析,确定了光开关脉冲信号下降前沿和上升后沿的形成机理以及影响因素,并提出了增强光开关信号下降前沿的关断深度,提升上升后沿的恢复速度的有效途径和方法.本文工作为制成皮秒量级关断,微秒甚至纳秒量级重新打开的快速全光开关器     

Temporal electronic structure of non-resonant Raman excited virtual state of P-nitroaniline by 514 nm excitation via bond polarisabilities

We have studied the temporal bond polarisabilities of para-nitroaniline from the Raman intensities by the algorithm proposed by Wu et al. in 1987 (Tian B, Wu G, Liu G 1987 J. Chem. Phys. 87 7300). The bond polarisabilities provide much information concerning the electronic structure of the non-resonant Raman excited virtual state. At the initial moment by the 514.5 nm excitation, the tendency of the excited electrons (mapped out by the bond polarisabilities) is to spread to the molecular periphery, and the electronic structure of the Raman virtual state is close to the pseudo-quinonoidic state. When the final stage of relaxation is approached, the bond polarisabilities of those peripheral bonds relax faster than those closer to the molecular core, the phenyl ring. The molecule is in the benzenoidic form as demonstrated by the bond polarisabilities after relaxation.     

地震活动性总体参量Rt在东南沿海地震带西段地震预测中的应用

分析了1974年以来东南沿海地震带西段发生的MS≥4.9级地震前地震活动性总体状态参量Rt的变化特点,同时对Rt值在东南沿海地震带西段的地震预测效能进行了检验评估。结果表明,当Rt>0.82时,表明东南沿海地震带西段地震活动状态比较正常,发生4.9级以上地震的概率较低;反之,当Rt≤0.82时,则表明东南沿海地震带西段地震活动比较活跃,发生4.9级以上地震的概率较大。