利用COSMIC RO数据分析青藏高原平流层重力波活动特征

本文利用2006年5月至2013年4月COSMIC干温廓线数据,提取了青藏高原地区大气重力波势能,以此研究了青藏高原大气重力波势能的分布频率模型和大气重力波活动的时空变化特征,并进一步分析了高原大气重力波活动与高原地形、风速和高原大陆热辐射之间的相关性.青藏高原地区大气重力波势能的分布频率服从对数生长分布;青藏高原地区大气重力波在16~18km和28~31km高度较活跃,而在20~26km高度较平静;高原大陆边缘各季节重力波活动均较活跃,而高原大陆上空大气重力波活动呈明显季节性变化,其在冬春季节较活跃,在夏秋季节较平静;2010年冬季青藏高原大气重力波活动异常平静;各季节整个高原上空大气重力波活跃度有随大气高度升高而降低的趋势,高原上低层大气重力波向高层传播会发生耗散作用.地形与风速是影响青藏高原大气重力波活动的重要因素.地形主要影响平流层底部的重力波活动;纬向风比经向风对该地区平流层大气重力波活动的影响大,纬向风总体上会促进高原大气重力波活动.青藏高原大陆热辐射对高原大气的加热作用是导致青藏高原大气重力波活动呈季节性变化的重要因素.     

土-结构体系的分枝模态与约束模态混合二步法

为了在结构设计过程中考虑土-结构非线性相互作用的影响,在线性-非线性混合的约束模态法以及分枝模态法的基础上,提出了适用于土-结构非线性相互作用体系的分枝模态与约束模态的混合方法,该方法既可考虑土体和结构的非线性特性又便于考察土-结构相互作用对上部结构的影响。在分枝模态与约束模态混合方法的基础上,进一步提出了混合二步分析法,并将其应用到地基土-框架结构地震响应分析中,算例结果表明,混合二步分析法在实现上部结构和地基土分开计算的同时,还能够考虑结构与地基土的材料非线性特性,有利于采用专业设计软件仅通过对上部结构进行分析来考虑土-结构相互作用的影响,为实际工程计算考虑土-结构相互作用的影响提供了便利的条件。     

地震矩张量元素M_(rr)的空间分布与中国大陆岩石层地块

用哈佛CMT目录和中国地震震源机制目录给出了地震矩张量元素Mrr的符号的空间分布。这种空间分布图像相当于Tanimoto等 ( 2 0 0 0 )的“地壳势能变化”的空间分布图像的一种简化形式 ,Mrr的符号代表了地震震源处的应力状态。之所以进行这种简化是因为在相当多的情况下 ,地震的震源或矩心深度难以测准 ,并且震源机制目录的完整性得不到保证。将Mrr的分布图像与中国大陆岩石层地块的分布图像进行对照 ,可以发现由Mrr标志的地块内部的应力状态具有相当的一致性。地块边缘处的应力状态与地块内部的应力状态不同 ,似乎表明地块本身具有一定的整体性 ,同时地块之间存在相对运动     

基于等高线特性的三维表面重建方法的研究

研究了相邻等高线形状的变化规律,得出相邻等高线形状变化具有相似性的结论,而决定这种相似性的根本因素是相邻等高线之间的三维地形高程起伏变化的自然情况。以该规律为理论依据,研究出了一种基于等高线相似性变化特性的三维表面重建方法。实验结果表明,该方法能够充分利用等高线所含有的地形高程信息,较好地实现三维表面重建。     

水汽羽、势能轴与强对流性降雨的关系

利用6.7μm水汽图,研究了起源于热带地区和中纬度地区的水汽羽的图像特征与位温(θ_e)的物理关系,以及它们相互作用所产生的强天气的位置。最后给出了利用红外云图、可见光云图以及水汽图预报全球尺度、天气尺度、中尺度至风暴尺度强天气的锥形流程图。由于我国准备发射的风云二号(FY-2)静止气象卫星上有6.7μm水汽通道,此文可供广大气象工作者参考。     

三维静力适应过程中声重力波的特性和能量转换研究

为了研究三维静力适应过程的机理,推导三维静力适应方程组并导出声重力波的频散特征、解析解和能量转换关系以及位涡方程。结果表明,三维静力适应过程实际上就是三维声重力波和重力内波的频散过程,声重力波和重力内波的频率在水平方向上可以区分开来。声重力波的频率随着水平波数和垂直波数的增大而增大。取近轴近似,其解析解在空间上呈螺旋曲面,为大气中热通量和动量从一个区域向另一个区域的输送提供了一种机制,从而为研究大气提供了新的视角。垂直速度在动能与有效势能的转换、有效势能与有效弹性势能的转换中发挥着重要的作用,并且只发生在垂直方向上。在静力适应过程中总能量和位涡是守恒的。适应终态中有效势能比有效弹性势能大一个数量级。      

成层Gibson地基中单桩沉降的非线性分析

针对成层Gibson地基模型,研究了轴向荷载作用下单桩的非线性沉降响应。利用最小势能原理求得桩土体系的控制方程,获得了土体位移的解析解及桩身沉降的差分方程式。将土体看作线弹性理想塑性材料,分析了土体的非线性对桩身位移的影响,提出了考虑非线性的单桩沉降响应计算方法,利用Maple编制了相应的分析程序。通过算例研究了土性参数及桩长径比对端承单桩沉降的影响。将研究结果应用于桩基静载荷试验成果的分析,结果表明,两者吻合较好,证明了该方法的合理性。     

数据曲线间断区域的自适应连接方程研究

通过讨论数据曲线间断区域的性质,给出间断区域的自适应连接方程形式及其参数确定方法,随后给出计算实例.其中对于缓变数据曲线阶跃间断区域,可自动计算生成连接方程形式.文中基于自适应连接方程探讨分析了磁性材料磁滞回线方程、平滑平均能量方程(诸如负绝对温度区域平均能量方程)、稳定核素比结合能方程、势能函数方程(诸如双原子分子势...     

用于收集岸基海浪能的弹簧辅助摩擦纳米发电机

海浪能取之不尽,用之不竭,是最重要的可再生能源之一,具有广阔的发掘潜力。本文提出一种用于收集岸基海浪能的新型弹簧辅助摩擦纳米发电机(spring-assisted triboelectric nanogenerator, SS-TENG)。SS-TENG通过“海浪-浮台-弹簧”传动结构实现海浪能的转化,避免了与海水直接接触,减少了腐蚀环境对发电模块的损坏。SS-TENG通过两种方式显著增强了输出性能,一是利用发电模块中弹簧弹性势能的释放增大各个摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator, TENG)单元电极层与介电层的瞬间接触速度,使得单个TENG单元输出的峰值电流(peak current,IP)从7.36μA增加到12.12μA;二是利用发电模块中各个TENG单元间的同步运动,将它们进行简单的并联即可实现输出的大幅增加,使得单个TENG单元输出的IP从12.12μA增加到4个并联的43.86μA。SS-TENG转化成的电能可为数字计算器充电并成功点亮160盏LED灯,验证了SS-TENG的输出能力。SS-TENG结构简单、制作成本低、输出性能及工作的长期...     

地核温压条件下铁的深度学习分子动力学模拟

铁(Fe)是地核中的主要元素，研究铁在地核温压条件下的状态方程及热力学性质对理解地核至关重要。为高效地构建出准确和稳健的势能面模型，本文使用第一性原理数据为初始数据，利用深度势能生成器对地核内温压下构型进行采样，通过深度神经网络训练出深度学习势，完成对大体系超胞的深度学习分子动力学高精度模拟。所构建的地核温压下铁的深度势能，与第一性原理计算结果相吻合。利用该势能，可实现内核温压下超过10000原子体系的高精度分子动力学模拟，计算出密堆六方(hcp)和体心立方(bcc)结构铁的密度和状态方程。本文利用深度势能方法提高了计算效率、保证了计算精度同时可利用于大规模体系、多晶体系，为更接近地球内部条件物质状态、性质的模拟打下基础。