Simulation of normal distributed smooth fields by Karhunen-Loéve expansion in combination with kriging

Simulation of multigaussian stochastic fields can be made after a Karhunen-Loéve expansion of a given covariance function. This method is also called simulation by Empirical Orthogonal Functions. The simulations are made by drawing stochastic coefficients from a random generator. These numbers are multiplied with eigenfunctions and eigenvalues derived from the predefined covariance model. The number of eigenfunctions necessary to reproduce the stochastic process within a predefined variance error, turns out to be a cardinal question. Some ordinary analytical covariance functions are used to evaluate how quickly the series of eigenfunctions can be truncated. This analysis demonstrates extremely quick convergence to 99.5% of total variance for the 2nd order exponential (‘gaussian’) covariance function, while the opposite is true for the 1st order exponential covariance function. Due to these convergence characteristics, the Karhunen-Loéve method is most suitable for simulating smooth fields with ‘gaussian’ shaped covariance functions. Practical applications of Karhunen-Loéve simulations can be improved by spatial interpolation of the eigenfunctions. In this paper, we suggest interpolation by kriging and limits for reproduction of the predefined covariance functions are evaluated.     

大地电磁二维对称各向异性介质的有限元数值模拟

假定垂直轴为二维对称各向异性介质主轴之一，构造走向与另一主轴方向成任一夹角，用伽勒金（Ｇａｌｅｒｋｉｎ）有限元法和矩形网格，优化地合成总体刚度矩阵，使二维各向异性介质的基本方程形成有限元代数方程组，求出各节点场值，并利用ＭＯＭ法求出辅助场，进而求出张量阻抗等响应函数．同时还对有关文献的计算模型进行了数值模拟检验     

不同岩溶动力系统的碳稳定同位素和地球化学特征及其意义——以我国几个典型岩溶地区为例

结合水化学的野外观测及室内计算,作者对桂林岩溶试验场、四川黄龙风景区和贵州乌江渡坝区3个岩溶动力系统的碳稳定同位素特征进行了分析,进而对系统的性质、系统中CO_2的来源、碳酸盐沉积过程中的碳同位素动力分馏、水化学和钙华的成因及热水钙华的~(14)C测年等地球化学问题作了探讨。结果表明,桂林岩溶试验场属于表层岩溶作用动力系统,其中的侵蚀动力主要来源于大气降水溶解土壤中的CO_2;四川黄龙风景区属于深部岩溶动力系统,侵蚀动力来自大气降水溶解幔源的CO_2;贵州乌江渡坝区岩溶系统,虽然属于表层岩溶动力系统,但其中一部分的同位素和水化学特征已受到人类活动的重大影响。     

成都粘土裂隙成因研究

根据成都粘土中裂隙特征与地质环境条件的分析，提出成都粘土中途中眩要裂隙类型的成因模式，上升剥蚀引起的垂向卸荷作用产生波状水平裂隙，冲沟切割引起的侧向卸荷作用，产生平行斜列隙裂。     

郑州国际会展中心展厅钢屋盖的动力特性分析

郑州国际会展中心展览厅钢屋盖采用了空间斜拉式索拱结构体系，为探讨该体系的动力特性，采用ANSYS有限元程序，分别建立钢屋盖与下部混凝土结构共同作用、钢屋盖单独作用以及无斜拉系统的钢屋盖单独作用时的3个空间计算模型，采用子空间迭代法计算其自振周期和振型，并加以比较。从而得出钢屋盖的动力特性，为进一步研究此类结构的受力特性奠定了基础。     

带"人字"支撑的新型复合结构体系动力特征研究

探讨了一种新型复合结构——带“人字”支撑的梁柱体系的动力特征问题。在满足静力荷载作用下承载力要求的基础上，根据结构动力学原理，推导了该结构体系的动力特征方程，分析了复合结构体系的支撑截面和型式的变化对动力特征的影响，计算显示，增加支撑对提高结构的频率即抗侧刚度有明显作用，且随支撑截面尺寸增大，固有频率单调增加。支撑倾角在一定范围内变化时，对频率影响较大，而超过该范围时，其影响明显减小，由此说明“人字”支撑为较合理的支撑型式。结果表明，所研究的具有“人字”支撑的复合结构体系具有较高的抗侧能力。     

结构动力模型试验相似理论及其验证

通过几何比尺为2的两个有机玻璃模型的结构动力试验，验证了结构动力模型试验的弹性相似律和弹性力一重力相似律。得到了以下结论：(1)大小模型频率符合相似律，一阶频率误差为2．7％、4．1％，二阶频率误差为O、6．05％。弹性相似律比弹性力一重力相似律更适合于频率预测的试验。(2)大小模型的加速度、应变符合相似律，弹性相似律的加速度误差为-1．55％～8．75％，应变误差为O．377％～7．297％。弹性力-重力相似律的加速度误差为3．07％～4．158％，应变误差为6．849％～12．959％。(3)不同相似律大小模型的时问比尺吻合很好。加速度与应变时程曲线的波形一致，既无漏峰也无错峰。     

地震应力触发数值模拟的初步研究

本文基于有限元方法，初步建立了西南地区二维和三维数值模拟有限元模型，并针对川滇地区，重点建立了包括上地壳、下地壳、上地幔等的三维有限元模型。最后，讨论了地震产生的应力变化对整个西南地区的应力调整情况。结果表明：前一地震对后续地震有一定的触发作用。因此，强震活动有限元模型的建立对判定未来强震危险区有一定的作用。     

新疆及边邻地区7级以上地震前后北天山地下流体动态的异常变化

重点分析了新疆及边邻地区1980年以来6次7级以上地震前后北天山地下流体动态异常资料，其中3次地震前地下水有短期前兆异常变化，震时同震地震波效应普遍存在，震后异常十分突出且幅度大；以水位为主的水动力学效应反映了大区域应力调整过程具有不可逆特征。水文地球化学参数的变化不敏感。讨论了地下水远程效应与井震距离的关系以及阶跃异常的幅度等问题。     

Resolution Sensitivity and Scaling of Large-Eddy Simulations of the Stable Boundary Layer

Large-eddy simulations (LES) of the continuously turbulent quasi-equilibrium stable boundary layer (SBL) are conducted with grid lengths in the range of 12.5 m to 2 m, in order to explore resolution sensitivity, and determine at what point grid convergence occurs. The structure of the mean potential temperature, winds, and turbulent fluxes varies significantly over this resolution range. The highest resolution simulations show a significant degree of convergence. The dimensionless momentum diffusivity asymptotes to a value of 0.06, corresponding to a limiting flux Richardson number of 0.15.Using the converged simulations, some scaling hypotheses underpinning first-order and second-order closure models are revisited. The effective Richardson number stability functions of the LES are compared with the forms often used in numerical weather prediction (NWP). The mixing implied by the LES is less than that used in NWP. The commonly used similarity profiles for heat and momentum fluxes, and the scalings for dissipation and pressure covariances are compared with the LES. This information could provide guidance for the next generation of SBL parametrization schemes.