清代北京城市郊区行政界线探索

城市郊区是行政上隶属于城市的城市外围地区,是兼有城市和田园双重职能与景观特色的过渡地带,是城市的重要组成部分;又是城市发展到一定历史阶段的产物,在城市发展史上占有重要地位。北京城市郊区清代称为城属,其行政边界划定于雍正中。但这条行政界线的具体走向却长期存在歧异认识,实有必要予以考察。为此,本文系统考察了清代北京城市城属行政边界的大体走向,进而阐述了清雍正中勘定京师城属外部行政边界的意义。     

70万年以来西太平洋暖池区硅质生产力记录及其气候效应

西太平洋暖池(WPWP)的硅质生产力水平在调节第四纪全球大气CO₂分压的变化上发挥着重要作用,但其控制因素尚存争议。本研究对位于WPWP核心区的MD06-3047岩芯进行了生源蛋白石分析,探讨了700 ka以来WPWP的硅质生产力的控制因素及气候效应。研究发现,700 ka以来WPWP硅质生产力变化呈现显著的冰期-间冰期旋回,基本在冰期较高,间冰期较低。其主要控制因素可能是东吕宋陆架沉积物风化输入、亚洲风尘输入和温跃层深度(DOT)变化。南大洋中层水的“硅溢漏”可能无法对此海区产生显著影响。冰期时的低海平面,导致热带火山弧附近裸露的陆架沉积物的物理剥蚀和硅酸盐风化,淡水输入为WPWP提供了更多的硅酸;冰期时增强的风尘供应为WPWP提供了更多的Fe;冰期时较浅的DOT使表层海水的营养物质垂向空间变小,滞留时间增多。这些因素使冰期的WPWP生产力增高,有可能降低了大气CO₂分压。     

基于D-P算法和最优路径的海山地理实体边界划定方法

海底地理实体的划定与命名是当前国际海洋权益领域的热点研究问题之一。然而,由于海底地理实体边界的量化界定技术缺乏,导致其界线确定不可避免地存在人为性,为此,本文提出了一种基于D-P算法和最优路径的海底地理实体边界划定方法。将高分辨率水深模型转换为二维水深矩阵,从横向与纵向进行剖面分析,采用极值点简化和D-P算法进行二次简化的方法,通过坡度变化定位和基部高程定位等基本条件综合判断,从而实现了单体海山的山体与其基部的自动划分;在此基础上,采用路径寻优的方法实现了连体型海山的自动分割。该方法在南海海底地理实体划定中进行了验证,取得了良好的应用效果。     

金枪鱼体后行波壁减阻机制研究

控制圆柱体或翼型的行波壁会抑制大规模的分离流动,进而减少阻力。鱼类在游动过程中经常出现行波壁,而行波壁对鱼类游动性能的影响机制尚不清楚。以金枪鱼游动为基础,耦合行波壁,采用锐利界面浸没边界法(IBM)解决摆动过程带来的大变形运动边界问题。结果表明：行波壁的出现改变了金枪鱼体后涡的形成和发展,进而改变了摩擦阻力和压差阻力的分布;耦合行波壁使得摩擦阻力的波动幅值增加,压差阻力有所减小,从而降低了金枪鱼游动过程的阻力。研究的行波壁减阻机制可应用于提高仿生机器鱼的性能,随着智能材料的发展,该机制将在仿生机器鱼的研制中体现其现实意义。     

线源三维井地电法异常边界增强及地形校正技术

基于非结构网格有限元方法开展了三维复杂地电模型的线源井地电法的高效正演模拟研究,探讨了通过求取电场响应导数来刻画目标体边界范围、采用差异场地形校正技术来消除地形影响等措施对井地电法成像的效果和精度的影响。并通过对比与解析解,验证了本文数值解算法的有效性。模型计算结果表明：积水巷道的空间位置和走向均会引起视电阻率的显著变化,视电阻率变化率的极值准确且清晰地指示了巷道边界的位置;电位的归一化总水平导数极大地提高了井地电法对目标体复杂边界位置的识别能力;地形对井地电场分布的影响也很大,其视电阻率响应与地形形状近似呈对称关系,利用差异场技术能有效地削弱地形对井地电法高精度成像的影响。     

基于精确划分地层边界的三维地质体模型构建

为解决人机交互建模只是定性考虑地层缺失的影响,且存在成本高、周期长、模型无法更新、大面积快速构建模型时精度要求高、以及自动建模未考虑地层缺失的影响从而导致模型精度低的问题。针对以上问题,在当前自动建模技术的基础上,采用离散化的薄板样条函数法插值,精确合理生成地层厚度DEM确定地层边界,定量分析地层形态,构建多要素复杂三维地质体模型。以广州1 500 km²边界范围为例进行实效性验证,经实际钻孔数据对比,三维地质体模型合理、准确,极大地提高了大面积建模效率,大幅减少了建模时间和成本,且利于模型的快速更新。     

复杂非均质场地条件下核电厂联合泵房抗震安全性评价分析

鉴于核电厂选址的愈发复杂多样性,合理有效地模拟复杂非均质地基条件下抗震I类物项结构的静动力耦合响应是进行抗震安全性评价的关键技术问题。以某核电厂联合泵房的实际厂址地基为背景,针对静动力分析中的边界处理问题,基于Newmark隐式积分特点和黏弹性人工边界理论,提出了一种适于静动力耦合分析求解的人工边界模型,并通过创建无厚度紧支黏弹性人工边界单元实现了所开发模型在ANSYS平台的嵌入。进而,通过联合泵房结构静力分析与极大初始时间步分析的对比,验证所提出模型的合理可靠性。最后,从结构应力、响应及地基稳定性等方面对联合泵房进行了综合评价,并就地基局部非均质的影响进行探讨。研究结果表明：实际厂址中局部捕虏体的存在对联合泵房结构的地震响应及地基安全性影响较小,且所建立模型具有较好地解决非线性动力相互作用问题的潜力。     

基坑帷幕渗漏瞬变电磁检测方法研究

本文研究位于地层中的发射电极导通或关断瞬间激发的瞬变电磁场在基坑帷幕和地层中的响应.针对实际的帷幕构建了三层介质模型,利用索末菲积分将点源激发的球面场分解为平面和柱面场的叠加后用分离变量法求解,给出了每层介质中势函数响应的积分表达式和数值计算结果.展现了帷幕电导率不同时三层介质的响应.瞬变电磁能量在地层和帷幕中既衰减又相移地向外扩散(不同于地层或帷幕在电场中的极化响应),其中相移描述瞬变电磁能量在空间的移动,具有传播特征,在帷幕边界会引起反射和透射,并在电导率高的帷幕中耦合出斜直线形状的等势面,与电导率低的帷幕响应形状差异明显.在帷幕另一侧的地层中产生不同极性的响应.帷幕渗漏位置电导率增加,帷幕和地层中测量的响应出现异常.从测量波形中分离出这些渗漏引起的异常即可对渗漏位置进行识别.以此为基础本文提出了基坑帷幕渗漏的瞬变电磁检测方法,对钻孔中的发射电极采用导通、关断、反向导通和反向关断的激发方式,在基坑帷幕两侧同步记录各接收电极的响应波形.获得四种基坑帷幕渗漏的检测信号:稳定直流场电位、自然电位、导通和关断激发的瞬态响应．与直流电法勘探相比,在检测效率基本不变的情况下通过时域波形记录了瞬...     

系泊船非线性波浪力时域计算:二维模型

为找到具有工程实用价值的港口系泊船波浪力的时域计算方法,建立了在港口中存在系泊船时非线性波浪力时域计算的垂直二维耦合模型:用Boussinesq方程计算船的两侧的外域,用欧拉方程计算船底面下的内域,两域在交界面处的连接条件是流量连续和压力相等.将复平面内的边界元方法应用于所研究问题,对耦合模型进行了验证.进行了相关模型实验,实验结果与数值计算结果比较表明这两种数值计算模型都具有满意的精度,但耦合模型的计算效率要远远高于边界元方法的计算效率.本耦合模型的数学处理简单,可适用于工程计算.     

A fast multipole boundary element method for three-dimensional potential flow problems

A fast multipole methodology (FMM) is developed as a numerical approach to reduce the computational cost and memory requirements in solving large-scale problems. It is applied to the boundary element method (BEM) for three-dimensional potential flow problems. The algorithm based on mixed multipole expansion and numeric, al integration is implemented in combination with an iterative solver. Numerical examinations, on Dirichlet and Neumann problems, are carried out to demonstrate the capability and accuracy of the present method. It has been shown that the method has evident advantages in saving memory and computing time when used to solve huge-scale problems which may be prohibitive for the traditional BEM implementation.