高空核爆炸磁流体动力学电磁脉冲

高空核爆炸产生的磁流体动力学(晚期)电磁脉冲对电力系统等国家重要基础设施具有严重影响。由于晚期电磁脉冲产生的机理复杂,依赖因素众多,包括爆炸当量、爆高、爆炸方位、爆炸时间、观察点位置以及土壤电导率等,因此,目前还没有成熟的代码可以模拟整个晚期电磁脉冲的产生过程。介绍晚期电磁脉冲的产生机理,讨论晚期电磁脉冲电场随核装置爆炸当量、爆高和大气状况的变化关系。E3A电场峰值随爆炸当量线性增加,而E3B电场峰值则随爆炸当量增加出现明显的饱和效应。分析了当前晚期电磁脉冲模拟代码现状,为进一步研究晚期电磁脉冲数值模拟方法和代码研发提供参考。

基于碎片云运动模型的缓发γ射线电离大气蒙特卡罗模拟

高空核爆炸碎片云释放出的缓发γ射线在高空非均匀大气的输运过程中电离大气,使得电离层中电子数密度剧增,进而影响途经电离层的无线电通信链路。为了准确描述随时空演化的缓发γ射线源电离大气过程,首先建立高空核爆炸碎片云运动演化的流体力学模型,然后根据碎片云参数建立缓发γ射线分层等效体源模型,最后采用蒙特卡罗方法模拟缓发γ射线在高空大气中输运并电离大气的过程。针对碎片云形状时空演化特性,采用辐射源分层抽样的方法得到缓发γ射线初始位置;针对大气密度随高度指数衰减的特性,采用质量厚度抽样方法简化模型、提升效率。结果表明:碎片云形状对缓发γ射线电离大气的范围和强度存在明显影响。兆吨级高空核爆炸缓发γ射线电离大气范围可达千公里以上。当爆高不变而当量增加时,碎片云高度和水平半径增大,缓发γ射线电离大气范围和强度增大。保持当量不变而增加爆高时,碎片云高度和水平半径增大,缓发γ射线电离大气范围增大,但强度有所降低。

爆炸驱动激波管冲击波压力参数研究

爆炸驱动激波管的作用是通过驱动段内的炸药爆炸产生冲击波,经扩张段的激波整形对目标物体进行平面波加载。为获得爆炸驱动激波管试验段内的冲击波超压环境,得到试验件的加载条件,通过数值模拟和量纲分析的方法,综合考虑装药质量、激波管结构尺寸、目标物体位置等参数的影响,建立冲击波压力峰值与上述参数之间的经验计算模型,并通过多种工况的考核试验对该模型的准确性进行了验证。结果表明:模型得到的计算值与试验值的平均相对偏差为10%,可满足工程应用的要求,且爆炸驱动激波管试验段内冲击波超压峰值主要与装药质量、爆心距、激波管直径及驱动段长度有关,其余参数的影响基本可以忽略。

核爆炸早中期电磁脉冲产生的数值模拟方法

由于核电磁脉冲(nuclear electromagnetic pulse,NEMP)电场与爆炸当量、爆高、方位角、大气参数和观测位置等密切相关,NEMP产生的数值模拟是非常复杂的问题。本文评述了核爆炸电磁脉冲产生过程的数值模拟方法,包括NEMP产生的物理模型、γ射线和中子在大气中输运及康普顿电流源、大气电导率模型和电磁场求解方法;给出了NEMP的典型数值模拟结果,主要包括早期电磁脉冲和中期电磁脉冲联合模拟结果,并分析了早期电磁脉冲和中期电磁脉冲峰值、起止时间和频谱等特征参数。

长线缆高空核电磁脉冲效应的数值求解及仿真分析

本文研究了高空核电磁脉冲的作用下线缆的耦合效应,采用了Agrawal模型传输线分析方法,对高空核电磁脉冲耦合效应下的感应电流和电压进行了解析求解,讨论了入射波电场位于入射波平面左侧和右侧这两种情况时负载端感应电流数值解析式的差异,并通过MATLAB软件仿真,分别分析了这两种情况下不同线缆负载、线缆长度、线缆高度对终端感应电流的影响。

改进时间序列模型在高速公路短时交通流量预测中的应用

为了提高短时交通流预测精度,针对传统时间序列模型在进行交通流量预测时存在无法动态调整模型参数、样本量过大导致序列的平稳性减弱、建模过程复杂等不足,从样本序列的动态选取及模型识别两方面进行优化,提出了一种改进的时间序列模型。利用渝武高速公路微波车检器的实测流量数据对改进前后的时间序列模型进行了实验验证和对比分析,结果表明改进后的时间序列模型有效克服了传统时间序列模型的不足,并对不同的交通流状况具有较好的适应性,无论在工作日还是节假日均具有更高的预测精度。

有源光纤EMP测量系统及对EMP模拟器空间场测量

介绍一种利用光纤传输的强电场探测器 ,它很好地解决了强电磁场环境下 ,电磁干扰对测试系统的影响 ,具有输入阻抗高、频带宽。

小波计盒分形维数核爆电磁脉冲信号模糊识别

为了在现有禁核试验条件下开展核爆电磁脉冲探测技术研究,对实测的非均匀采样核爆电磁脉冲数据进行阈值检波、直流剔除、滤波、插值和归一化处理后,采用小波分析提取信号第四尺度小波系数能谱熵、第一尺度和第四尺度小波系数计盒分形维数特征值,在统计分析的基础上分别建立其专用隶属度函数;利用模糊识别理论,对核爆电磁脉冲信号和作为主要探测干扰信号源的闪电电磁脉冲信号进行了模糊识别,获得了总识别率为99.41%的识别效果。

地下核爆炸的自动识别研究

本文简要叙述了远区核爆探测的研究历史和现状，从研究的目的与任务、系统结构与研究思路、程序设计与实现、信号分析理论与模式分类器设计和模式识别结果分析等几方面介绍了“核爆地震模式识别系统”，并对下一步研究工作提出了设想。

核爆电磁脉冲信号的时变谱特征分析

核爆电磁脉冲波在由近区向远区传播过程中 ,由于受大地 -电离层波导的作用 ,会发生频谱漂移和色散现象 ,从而使远区探测到的电磁信号表现出明显的时变谱特征 ,根据产生该现象的物理机理 ,引入时频分析工具 ,对实际数据进行处理和分析 ,获得了较好的效果。

序优化在核爆地震特征选择中的应用研究

在核爆地震模式识别中,特征选择既是非常关键同时又是非常困难的一步,为解决该问题,应用序优化方法对此进行了研究,并利用序优化中的盲选规则(BP)进行了特征选择试验。通过将设定的2组匹配概率和实际获得的实验结果进行比较,发现序优化方法能在不需要任何先验知识的前提下迅速地减小搜索空间,提高搜索效率。最后将盲选规则用于核爆炸和地震的特征选择中,取得了97.5%的识别率,这为核爆地震识别中的特征选择问题提供了一种新的解决方案。

核爆地震波的时频特征

对地下核爆炸产生的地震波信号进行联合时频分析 ,旨在研究核爆炸与天然地震信号在时频平面上的差异 ,为核监测提供鉴别判据。除将传统的时域、频域特征统一并推广为时频平面上的矩特征和复杂度特征之外 ,还提出了利用互模糊函数图像 ,时频平面上的时频面积比和累积分布等作为特征 ,对地震波进行更细致的分析。此外 ,将时频表示直接进行奇异值分解 ,用得到的少量奇异值作为一种正交变换特征 ,以减少特征空间的维数。

天基核爆信号识别处理系统技术方案研究

介绍了天基核爆信号识别处理系统研究的目的与意义、主要内容和关键技术及其国内外现状与发展动态,提出了一个总体技术方案构想。

用于星载核爆探测载荷检测的地面光辐射模拟器结构设计

为了对星载核爆探测装置进行功能检测,设计了地面光辐射模拟器结构。针对常用的地平式、X-Y双水平式卫星跟踪平台的模型进行了理论分析,提出了优化的双水平式结构,并进行了跟踪精度估计。结果显示:双水平式瞄准结构在天顶处无跟踪盲区,在高俯仰角的空间目标的跟踪性能极好,实验证实了本文中的理论模型。

CIAE同位素电磁分离技术的创新与发展

目前高丰度稳定同位素的应用元素种类和应用领域越来越广泛,而同位素电磁分离法是获得高丰度Rb、K等多种同位素唯一可行的方法。我国的同位素电磁分离技术发展始于20世纪60年代,目前EMIS-170是我国唯一一台同位素电磁分离器装置。该设备在2013—2016年间进行了技术升级,稳定同位素分离能力明显提升。由该设备分离的多种稳定同位素已成功应用到了导航、工农业、基础研究等领域,实现了同位素产品的国产化,取得了显著的社会效益。

中国石油地下储气库智能化建设进展及展望

在当前能源转型与安全形势日益严峻,中国石油地下储气库的智能化建设尤为重要。在可再生能源的快速发展面前,传统的储气方式已无法满足市场多元化的需求,亟需运营智能化手段提升管理的效率与安全性。地下储气库在平衡供需、保障能源安全方面发挥着关键的作用,也是实现气体资源合理利用的基础。搭建智能监控平台,实时的数据采集与分析,更好地掌握了储气库的运行状态,优化调度与维护,还能提高设备的可靠性,提升管理的科学化水平。不断引入智能传感器与自动化控制系统等新技术,提升储气库的自动化与智能化水平。同时,基于大数据分析的决策支持系统,提供了更为精准的依据,促进资源的高效利用。总之,中国石油地下储气库的智能化建设是适应时代发展的选择,将推动能源转型、保障能源安全。

地下核爆炸卫星监测关键技术

为有效利用成像卫星监测地下核试验,对其卫星图像特征和遥感识别模式进行了归纳和总结。基于对地下核爆炸前后爆心目标区域TM图像相关性与参考背景区域的对比分析,得出地下核爆炸的光谱异常现象在可见光波段更为显著等重要结论,提出了"区域图像相关比"的地下核爆炸检测判据,该判据对于原本较为隐蔽而不易被发现的平洞核爆炸试验的检测识别特别有效,且能减少虚警事件。图像融合、主分量分析(PCA)、差分合成孔径雷达干涉测量(D-In SAR)、高光谱等其它技术以及GIS数据库,对地下核试验的卫星监测也很有用,卫星核查是一个高度复杂的综合决策过程。本文对上述问题以及卫星核查技术的未来发展也进行了简要讨论。

大气核爆炸次声监测系统

次声技术是证明确实有用的一种大气层核爆炸监测和定位技术。一个周密设计的系统可在几小时内检测出事件，定位精确度在１００ｋｍ之内，而且可以实时估计出当量并以其所独具的事件识别能力作出判断和分类。为此本文介绍中国科学院声学所核爆炸次声波监测系统的配置，网络设计、弱次声信号检测和次声定位精度，为全面禁试条约国际监测系统尽其所长。

电磁法分离铷同位素用接收器的研制

高丰度^(85) Rb和^(87) Rb是原子钟的核心工作物质,而电磁分离方法是获得高丰度铷同位素唯一可行的方法。接收器是电磁分离器的核心部件之一,分离不同的同位素,接收器的设计参数不同。为保证铷同位素的丰度达到使用要求,通过对接收器口袋参数的计算,确定了铷同位素接收器口袋的尺寸与位置,对口袋的材料与冷却温度进行理论计算,完成了口袋的优化,确定了口袋的冷却温度低于25℃,改善了接收器溅射和蒸发对同位素丰度影响的问题。目前,接收器已安装在同位素电磁分离器上,开展了铷同位素的分离实验,确定了理想的分离参数,接收到的铷同位素的丰度取得了突破。

核爆次声监测技术的研究现状与技术可行性分析

介绍了次声监测技术在核爆监测系统中的作用,阐述了核爆次声监测技术的研究现状与研究进展情况,并对开展核爆次声监测技术研究的技术可行性进行了分析。