A microscale three-dimensional urban energy balance model for studying surface temperatures

A microscale three-dimensional (3-D) urban energy balance model, Temperatures of Urban Facets in 3-D (TUF-3D), is developed to predict urban surface temperatures for a variety of surface geometries and properties, weather conditions, and solar angles. The surface is composed of plane-parallel facets: roofs, walls, and streets, which are further sub-divided into identical square patches, resulting in a 3-D raster-type model geometry. The model code is structured into radiation, conduction and convection sub-models. The radiation sub-model uses the radiosity approach and accounts for multiple reflections and shading of direct solar radiation. Conduction is solved by finite differencing of the heat conduction equation, and convection is modelled by empirically relating patch heat transfer coefficients to the momentum forcing and the building morphology. The radiation and conduction sub-models are tested individually against measurements, and the complete model is tested against full-scale urban surface temperature and energy balance observations. Modelled surface temperatures perform well at both the facet-average and the sub-facet scales given the precision of the observations and the uncertainties in the model inputs. The model has several potential applications, such as the calculation of radiative loads, and the investigation of effective thermal anisotropy (when combined with a sensor-view model).     

中尺度大气波动的波谱和谱函数——数学模型和计算方法

作者得到了准二维Boussinesq方程组，并用其研究了中尺度大气波动的波谱和谱函数。在一定条件下对该方程组线性化并取标准模后，可将其初边值问题转化为矩阵的广义特征值问题来进行数值求解，这样就可知原问题波谱和谱函数的性质。当无基本流且取地转参数、层结参数为常数时，可求得其波谱和谱函数的解析解。此时该模式中仅包含有一对重力惯性内波模态，且各模态均是简谐波；模态越高，垂直波数越大则波动传播得越慢，所有的模态均为离散谱，并存在聚点。对此作者用数值解作了验算，结果表明，该数值求解方案合理可行，对不太高的模态其精度也令人满意。在无基本流然而考虑层结的垂直变化后，则一般无法求取解析解，为此进行了数值求解。这时该模式仍仅包含有一对重力惯性内波的离散谱模态，不过由于层结参数的变化，各模态结构与简谐波出现了偏差。     

AR模型谱在超导重力数据信号检测中的分析研究

在介绍AR（auto-regression）模型谱分析原理的基础上,分别采用AR模型谱和周期图法对法国Strasbourg、澳大利亚Mt Stromlo和日本Matsushiro三个站的超导重力数据进行信号检测,以半日波的理论值为依据,运用两种方法进行半日波信号检测、分析与比较。结果表明,在超导重力数据信号检测分析中,AR模型谱比周期图法更准确、稳定,且受数据量的影响较小。     

融合形状和光谱的高空间分辨率遥感影像分类

提出了一种像元形状指数及基于形状和光谱特征融合的高（空间）分辨率遥感影像分类方法。形状和光谱是遥感影像纹理的具体表现形式,尤其在高分辨率影像中地物细节得到充分表达,相邻像元的关系及其共同表征的形状特性成为分类的重要因素。本文用像元及其邻域的关系来描述其空间结构,同时为了更全面地利用影像特征,提出了基于支持向量机的形状和光谱融合分类方法。实验证明,该方法计算简便且能有效表达高分辨率影像的地物特征,提高分类精度。     

基于Mallat算法遥感图像去云雾处理的改进方法

遥感图像云雾处于相对低频、景物处于相对高频。根据小波变换多分辨率的特点,分析云雾和景物在小波系数中的分布,得出景物信息包含于低层细节系数,而云雾信息包含于高层细节系数和近似系数。本文通过增大图像的低层细节系数,减小高层细节系数,并适当减小近似系数,达到去除云雾的目的。最后评价了图像处理结果,并与同态滤波做比较,表明本文方法是有效的。     

MCZT在气枪震源信号频谱分析中的应用

气枪震源信号是短时非平稳信号,采用频谱细化算法能提高频谱分析的准确性。首先进行了改进线性调频Z变换(MCZT)和FFT两种频谱分析算法的误差仿真计算,然后进行气枪震源的水下子波信号和地震波信号的对比计算。结果表明MCZT计算误差较小、计算时间较少,能有效提高气枪震源信号频率和幅度特征提取的准确性,是气枪震源信号频谱特征分析的一个有效方法。     

地面-坑道激电测深方法在山东玲珑断裂带深部找矿中的应用

在山东玲珑断裂带深部找矿中,考虑断裂带处在地电干扰和地形变化复杂地段,且深部地质体产状变化较大,仅依据半空间地面物探方法很难摸清地质体的展布形态,盲目布设钻孔会造成找矿成本的提高。为精确反演深部矿体的边界范围、走向及倾向,提高钻孔见矿率,降低找矿成本,在山东玲珑断裂带地面、坑道采用立体物探技术,试验通过布设多条方位不同的地-坑、坑-坑和地-地纵横激电中梯剖面和双向三极测深剖面,进行了二维电法剖面反演。在地面-坑道激电测深方法中,地面-坑道供电,坑道测量探测深度与坑道深度呈正相关,反映了深部巷道底板以下电阻率和极化率的分布状况,可以实现深地探测目的。由于地面-坑道供电,坑道测量装置处在半空间和全空间两个部分,需要采用"镜像法"和地下倾斜偶极源电流场特征对其装置系数k值重新推导,以反映坑道空间岩矿体真实电阻率的变化。坑道中梯剖面异常与单向三极剖面异常、双向三极电测深反演结果对应较好。经钻探验证,矿体分布与物探推断高极化体基本一致,为快速准确布设深部钻孔提供资料。     

Reliability analysis for bearing capacity of surface strip footing using fuzzy finite element method

ABSTRACT

This paper presents the reliability analysis on the basis of the foundation failure against bearing capacity using the concept of fuzzy set theory. A surface strip footing is considered for the analysis and the bearing capacity is estimated using the conventional Finite Element Method (FEM). The spatial variability of the variables is taken into consideration to capture the physical randomness of the soil parameters for an isotropic field. A variation of the probability of failure (P_f) against a varying limiting applied pressure (q) is presented for different Coefficient of Variation (COV) of the variables and different scale of fluctuation (θ). The results reveal that the friction angle of soil (?) is the most influencing parameter among the other variables. Further, the influence of the scale of fluctuation (θ) on the probability of failure (P_f) is also examined. It is observed that for a particular COV of ?, higher value of θ predicts higher P_f whereas, P_f increases as COV of ? increases for a particular θ value. Later, a comparison study is accomplished to verify the viability of the present method and it can be noticed that the present method compares well with the other reliability method (First Order Reliability Method) to a reasonably good extent.     

鲁北平原地下咸水浅层地热能开发利用条件研究

为了解决鲁北平原区农村冬季清洁供暖问题,扩大地下水地源热泵系统的应用规模,以区内广泛发育的咸水体为研究目标,在简述第四纪地层特征的基础上,阐明了第四纪含水砂层与咸水体的分布特征,总结了区内以往开展的4个浅层地热能勘查项目所施工的水文地质勘探孔抽水试验与回灌试验成果。结果表明: 研究区咸水含水层单井涌水量320~475 m³/d,单位涌水量12.76~28.3 m³/(d·m),自然回灌条件下单井回灌量30~56 m³/d,单位回灌量5.85~17.5 m³/(d·m); 单眼开采井可供暖面积为3 481.02 m²,可满足约35户农村住宅的冬季供暖需求; 研究区在进行浅层地热能开发时建议优先选择地下水地源热泵系统,对于供暖/制冷能耗需求较小的农村单户建筑,可选择地埋管地源热泵系统进行分散式供暖/制冷。     

风浪作用下水生植物对水流结构的影响——以太湖中两种典型沉水植物为例

为研究风浪作用下水生植物对水流结构的影响,选取太湖中两种典型沉水植物(苦草与马来眼子菜)为研究对象,分别对苦草植物斑块与马来眼子菜植物斑块内外水体的瞬时流速进行野外现场测量,利用瞬时流速的能量谱分布将波浪流速与紊动流速分离,分别分析水生植物对时均流速、波浪流速以及紊动能的影响。风浪影响下,水体中存在流向与测量时近水面处盛行风向一致的水流;波浪流速以垂向流速为主,且波浪流速自水面向床底逐渐减小;紊动能在水面处达到最大值,并向床底方向逐渐减小。与无植被条件相比,苦草与马来眼子菜的存在减小了时均流速、波浪流速以及紊动能。两种植物形态上的差异,导致其对水流结构的影响不同:苦草叶片阻流面积在冠层中部达到最大,使得时均流速与波浪流速在苦草中部位置的减小程度最大;马来眼子菜叶片主要集中于冠层顶部(水面附近),其对时均流速以及波浪流速的减小作用在水面处达到最大。