电性参数分块连续变化二维MT有限元数值模拟

为了易于模拟野外复杂地形和地下任意形状地电体模型,将有限元单元网格设计为三角单元;并考虑到野外实际勘探中,地球介质的电性参数均是连续变化的情况,单元内的场值和电性参数被设计为双线性变化;推导出二维起伏地形条件下大地电磁法有限元数值模拟算法;根据单元节点主场值和线性插值形函数间的关系,计算出单元节点的辅助场值;在二维起伏地形情况下,定义TE、TM模式视电阻率和阻抗相位.4个模型的计算的结果与解析法的均方根误差小于1%,地形模拟与前人的计算结果相符,模拟倾斜界面异常体,能有效的反映出其异常形态.     

基于剪切滑移的圆形洞室应力状态研究

引入一种基于滑移线上非线性本构关系的圆形洞室计算模型,并从这个模型推导得出洞室开挖后应力状态的非连续表达式。在该表达式中围岩的应力分区以及其中的应力值由一个不定的荷载参数控制。通过引入边界条件的方法确定荷载参数,解决了荷载参数不确定的问题。从围岩的应力分布状态确定荷载参数的取值范围,并计算得到不同荷载参数范围内围岩应力分布曲线。将围岩应力状态的解析解与局部剪切应变二维有限元程序的数值解进行比较验证,一致性较好。     

矿山采动卸荷岩体力学参数劣化规律研究

矿山开采对采动影响区域内的围岩形成扰动,弱化岩体力学性质,其参数劣化规律是数值模拟与分析计算的主要问题之一。以铜坑矿92#矿体连续采矿顶板诱导崩落试验采场为对象,运用卸荷岩体力学理论,确立了开挖卸荷岩体力学参数计算模拟的计算流程。结合有限元数值模拟方法,建立了岩体卸荷等效模型,进行了6步连续卸荷的计算,得到了地下连续采矿顶板卸荷岩体力学参数的变化规律,并运用多项式实现了卸荷岩体力学参数与卸荷量变化值的函数拟合,获得了采动卸荷岩体力学参数的劣化规律。结果显示,卸荷第6步时,计算不收敛,表明此时顶板已经完全破坏而发生崩落;在卸荷过程中,岩体力学参数均呈逐渐弱化的趋势,其中内摩擦角、凝聚力和弹性模量随开挖卸荷的推进呈逐渐减小的趋势,最终的参数分别相当于初始值的55%、50%和50%,但泊松比呈逐渐增大的趋势,最终值相当于初始值的1.15倍。其结果说明了采动卸荷导致了岩体质量的劣化,卸荷岩体力学参数与卸荷量的函数为采动卸荷力学响应的动态分析提供了理论基础。     

加权人口密度连续分布模拟模型

人口分布是人文科学的重要研究对象。如何在数据不足的情况下获得较为符合实际的人口分布数据是业界的一大难题。为了解决这个问题,本文依照人口分布的规律,以人口统计数据、高程、海岸线、城市中心、河流和行政区划为影响因子,通过距离计算、重分类、加权计算等方法,建立了加权人口密度连续分布模拟模型,并进行了改进。基于2011年的福建省县级人口统计数据,本文在ArcGIS平台上模拟了该省的人口密度空间分布,模拟结果表明：各县人口总数误差与平均人口误差在40%以下的百分比分别为89%与84%,突出了福建省在城市中心、沿海、沿江,以及平原地区的人口聚集规律;各个县级行政区域内的数据集中,相对独立;县与县之间的区分边界数据又相互联系,变化连续,符合人口分布的实际情况。该模型相比于其他的人口模型易于理解,结构简单,可应用于各省的人口密度分布模拟,能有效地解决人口数据不足的问题。     

基于线性互补的非连续变形分析

非连续变形分析(DDA)方法是一种新的用来分析块体系统运动和变形的非连续介质数值计算方法。研究的核心工作是致力于对现有DDA接触问题处理方法的改进。DDA主要采用罚函数法和Lagrange乘子法处理接触问题,合理设定罚参数很困难,此外,因开闭迭代而引起的刚度矩阵的不连续变化也会导致收敛方面的困难。为避免引入罚参数及传统意义上的开闭迭代,用混合线性互补模型(LCDDA)对DDA方法进行了重新描述。在此基础上,综合基于非光滑分析的Newton法的局部平方收敛和最速下降法的全局线性收敛的优势,提出求解LCDDA模型的有效算法。根据上述思想及理论研究成果编制了完整的计算程序,算例计算结果证明了方法的精度及可行性。     

广西防城港市一次连续大雾天气的特点

从天气学角度,对2006年3月广西防城港市沿海地区出现的连续性大雾天气过程的形成原因、特点进行诊断分析。结果表明:无锋面直接影响型、锋面雨加雾型、锋前暖区型是有利于这次大雾形成的3种地面形势;稳定的高空形势是大雾长时间维持的首要条件;低层充沛的水汽条件、层结稳定(Δθse0)及近地面风速小是大雾维持的有利条件。     

粤西北一次连续型霜冻过程诊断分析

通过利用热力学方程对粤西北一次全区性较长的连续7d左右的霜冻过程进行诊断分析,得到以下结论:(1)持续性霜冰冻开始出现在较强冷空气影响粤西北时锋面过境后,较强冷平流使地面气温降得较低,等压线变得稀疏,使地面风速减小;(2)持续性霜冰冻过程中,地面一直受冷高压控制,持续较长过程中有冷空气不断补充影响使冷高压维持;(3)持续性霜冰冻发生过程中,粤西北中低层02时相对湿度较小,并持续几天,一般处于高空槽后.不易成云,利于地面辐射降温成霜冰.     

连续压实路基质量检验与控制研究

针对现行路基压实质量评价指标的不足,基于连续压实控制技术的基本原理,通过对压路机振动轮与路基结构相互作用的动力学分析,把拾振传感器采集到的振动轮加速度信号经过放大、滤波等处理,并经模数转换后将模拟信号变为数字信号,把这种经过处理后的振动轮加速度信号作为连续压实测试指标--振动压实值（VCV）,提出将其作为路基连续压实质量的评价指标,实时判断路基压实质量。通过对两个试验路段的VCV和平板载荷类常规指标地基系数K30、动态变形模量Evd、变形模量EV1和EV2的对比分析,结果表明,振动压实值与平板载荷类常规指标间存在着线性相关关系,据此可以根据常规指标的压实标准确定连续压实测试指标的控制标准,为连续压实路基质量的检验和控制提供了依据。     

非连续变形分析方法中的阻尼问题研究

定量研究了非连续变形分析(DDA)方法中的黏性阻尼与数值阻尼。首先,基于Newmark直接积分法,推导了块体系统的运动方程。其次,通过动力学中的黏性阻尼理论建立了DDA中动力系数、时间步长与黏性阻尼比的关系式,探讨了DDA中的常加速度积分方案的数值阻尼分区及阻尼比计算方法,进而得到两种阻尼共同作用时的阻尼比表达式,并分析了频域内阻尼比的分布情况。最后,以谐振激励下的块体振动为例,通过对比不同阻尼作用下块体位移的DDA计算值与理论解,验证了本文提出的阻尼比计算公式的正确性。研究表明：黏性阻尼对低频的衰减作用明显,数值阻尼则可以很快地消除高频干扰,而二者共同作用下可降低阻尼的频率相关性。该研究成果为DDA的振动、波动等动力计算的阻尼取值提供了理论依据。     

多源遥感与作物模型同化模拟作物物生长参数时空域连续变化

本文将遥感信息与作物模型同化实现作物生长参数的时空域连续模拟,进而监测生长参数的时空域变化.首先将作物模型WOFOST(World food studies) 与冠层辐射传输模型PROSAIL 耦合构建WOPROSAIL 模型,利用微粒群算法(PSO) 通过最小化从CCD 数据获取的土壤调节植被指数观测值SAVI(soil adjusted vegetation index) 与耦合模型得到的模拟值SAVI’之间差值优化作物模型初始参数.通过MODIS 数据反演实现参数的区域化,并将区域参数作为优化后作物模型输入参数驱动模型逐像元计算生长参数,实现生长参数的时空域连续模拟与监测,最终建立区域尺度遥感-作物模拟同化框架模型RS-WOPROSAIL .结果表明：同化模型解决了作物模型模拟空间域和遥感信息时间域的不连续问题.模型模拟的叶面积指数(LAI) 、穗重(WSO) 、地上总生物量(TAGP) 等生长参数较好地体现了水稻生长状况时空域变化,研究区水稻模拟产量与实际产量的误差为27.4% .