扩束光学系统的自动温度补偿机构设计

扩束光学系统对温度有较高的敏感度,为了减小温度对光学系统的影响,设计了一种自动温度补偿机构。该机构通过材料之间热膨胀系数不同进行相互补偿,从而保证镜间距的稳定性,并且通过ANSYS软件分析扩束系统温度从20℃升高到30℃,40℃和50℃时,主次镜镜间距的变化量,最后通过ZMAX软件对变化后的系统进行光学仿真分析。分析结果表明,未采用自动温度补偿机构设计,扩束光学系统主次镜镜间距分别变化0.027 22 mm, 0.054 43 mm和0.081 64 mm,系统波前误差均方根(Root Mean Square, RMS)从0.001 3λ变为1.389 8λ, 2.778 2λ和4.165 6λ(λ=632.8 nm),无法满足光学成像质量要求;而采用自动温度补偿结构设计后,扩束光学系统主次镜镜间距分别变化0.000 05 mm, 0.000 09 mm和0.000 14 mm,系统波前误差均方根从0.001 3λ变为0.002 6λ,0.004 6λ和0.007 2λ,仍然可以满足光学成像质量要求。因此该自动温度补偿机构可以有效地抑制大温差对扩束光学系统成像质量的影响。     

太阳偏振图像高分辨重建误差仿真分析

地基太阳望远镜磁像仪在进行偏振测量时会受到大气湍流的影响,导致测量结果不准确。通过同步探测波前像差,对太阳窄带偏振图像退卷积重建的方法可以克服窄带滤光器带来的偏振测量通道光子数水平较低等问题,将高分辨图像重建算法应用到太阳偏振图像的重建中。在重建过程中,波前估计不准确会导致重建的偏振图像受到I的串扰,与真实的偏振信号之间存在一定偏差。为了研究同步重建过程中波前复原精度对偏振图像重建精度的影响,通过建立仿真模型,对不同视宁度和不同波前复原精度下I对偏振信号的串扰进行了仿真。结果表明,偏振图像的重建质量与波前复原精度正相关,在一定的条件下,增加用于图像重建的帧数和降低图像分辨率等方法也可以降低I对偏振信号的串扰。     

刚性植物对聚焦波爬坡影响的数值模拟

基于开源程序非静压模型NHWAVE(Non-Hydrostatic Water Wave Model),建立了高精度二维数值波浪水槽,系统研究了非淹没刚性植物对聚焦波爬坡的影响规律,并分析了有效波高、植物区密度和长度等因素对局部最大波高衰减系数、总波能耗散系数和最大波浪爬高的影响。研究结果表明：当聚焦波向岸传播时,局部最大波高衰减系数和总波能耗散系数均随有效波高、植物区密度和植物区长度的增大而增大。聚焦波的最大爬高随有效波高的增大而增大,随植物区密度和植物区长度的增大而减小。随着植物区密度和长度的增大,波峰聚焦的聚焦波相比波谷聚焦的聚焦波有着更大的最大波浪爬高。结果可为进一步认识沿岸防浪林对聚焦波浪的衰减效应和沿海地区的防灾减灾建设提供参考依据。     

能坡法流量实时在线自动监测系统在沈丘水文站的应用

能坡法流量实时在线自动监测系统结合计算机处理、网络数据传输等先进技术,可以将常规的水文要素监测方式转变为信息采集、存贮、传输运用为一体的自动化、数字化过程。通过该系统在沈丘水文站的应用,与流速仪法测流进行对比分析,从而验证了能坡法流量实时在线自动监测系统的可靠性与合理性。     

辽宁地区上地幔各向异性研究

利用辽宁数字地震台网2013—2017年间15个宽频带地震台站记录到的震中距在85°到140°之间的且Mw≥5.5的远震SKS波形数据,基于SplitLab软件,使用旋转相关法、最小切向能量法和最小特征值法,计算每一个台站的SKS快波偏振方向和快、慢波的延迟时间,获得辽宁地区上地幔各向异性参数共398对。结果显示,辽宁地区存在比较明显的上地幔各向异性,快波偏振方向大部分呈NWW方向,与中生代晚期岩石圈伸展形变方向一致;各向异性快慢波延迟时间在0.4～1.2 s之间,可以推测软流圈对各向异性的影响比较小,主要是由残留在岩石圈的古老形变所导致。     

青藏高原东北缘瑞利面波成像：射线理论与程函方程结果的比较

青藏高原东北缘是青藏高原隆升的前缘地带,其构造变形特征一直是研究的热点。前人在该区域进行过面波成像研究,但不同结果存在较明显的差异,可能与不同成像方法的分辨率有关,此次研究分别使用基于射线的方法和基于程函方程的方法进行了瑞利波相速度成像。笔者对比了20 s、30 s和60 s的成像结果,两种方法的结果表现出相似的速度特征。总体的速度特征与研究区域的主要构造单元分布相吻合,青藏高原东北缘表现出低速异常,鄂尔多斯块体表现出高速异常。在银川河套地堑,基于程函方程的成像在20 s和30 s得到更明显的低速异常,低速异常体的分布与地堑的轮廓吻合更好,说明基于程函方程的方法对数据利用更充分。     

起伏地表下P-SV转换波动校正

P-SV转换波勘探是一种行之有效的地震勘探技术。基于地表一致性假设,P-SV转换波动校正过程中将地表假设为平坦地形。而随着地震勘探向复杂地区的深入,地表起伏大、高速老地层出露的问题,使得地震数据难以满足地表一致性假设。因此,现行的基于地表一致性的P-SV转换波动校正处理方法不能很好地对P-SV转换波进行动校正,影响转换波勘探的准确性。为此,本文从转换波的运动学特征出发,建立了起伏地表下P-SV转换波动校正方程,并构建了起伏地表条件下转换波动校正方法。通过理论模型模拟计算了起伏地表下P-SV转换波动校正方法,结果表明采用起伏地表下的转换波动校正方程能够取得较好的动校正效果,为P-SV转换波速度分析提供了一种行之有效的方法技术。     

南海东北部东沙海域海水层反射特征分析

本文基于对南海东北部东沙海域近期采集的多道反射地震资料进行重新处理获得新的地震海洋学数据,分析了该海域内孤立波/内孤立波包、沙丘上方和陡坎附近特殊反射结构特征,从而提供了新的海水层与海底相互作用依据.研究结果表明,除之前已发表文章中地震海洋学资料显示存在的第一模态内孤立波/波包和沙丘上方常见的反射样式-披毛状发射外,地震海洋学资料上还发现了第二模态内孤立波、陡坎上方的上抬型波动反射结构样式.在新的地震海洋学数据中,第一模态内孤立波振幅均小于50 m,宽度上都小于5 km,单个内孤立波的最大振幅约为45 m.内孤立波包的内孤立波振幅都相对较小,均小于40 m,并且与之前不同的是,彼此之间振幅相差不大,没有明显的排列规律.此次地震海洋学数据记录到的第二模态内孤立波,形态较为完整,上层和下层反射的振幅相差不大,在30 m左右;中间层大约在水深130 m位置处,垂向结构的整体大小大于200 m.沙丘上方反射结构普遍存在弱反射层,可能是湍流边界层,并且存在特殊反射样式-披毛状反射.但并不是沙丘上方都存在披毛状反射样式,本文分析它出现在地震海洋学资料上可能是受测线与沙丘走向之间夹角的影响.陡坎区域的水层反射结构则表现为上抬型波动,并常常伴随着同相轴连续性的变化.该波动的大小及反射同相轴的连续性可能取决于陡坎的高度/坡度及水层动力的强度,新数据中出现的一个上抬型波动,高度达20~30 m,它的附近水层还存在一个形态不完整的内孤立波.陡坎附近的水层反射也常常出现弱反射带和小的波动.     

天然源面波技术在城市工程勘察中的应用效果分析

天然源面波勘探技术具有无需震源、勘探深度大、抗干扰能力强等特点。目前天然源面波法的应用研究主要以空旷的远郊区为主,在城市勘察中的应用效果研究较少。本文分别以北京冬奥会综合管廊工程岩体接触带勘察、南水北调配套工程断层破碎带勘察、北京深部排蓄廊道工程覆盖层厚度勘察为例,分析天然源面波技术在城市工程勘察中的应用效果,说明天然源面波技术在中深部勘探中的应用潜力,在城市地球物理勘探中,尤其是地下空间勘探中更有着不可替代的重要作用。