图解法和矩值法估计海岸带沉积物粒度参数的差异

粒度参数的计算方法主要有图解法和矩值法两种,为了比较不同方法计算结果的差异,利用新近在莱州湾南岸获取的LZ908孔岩心,在粒度分析的基础上,综合运用相关分析、回归分析、聚类分析等统计方法,从参数计算过程、沉积物粒度分布形态(多峰态粒度特征)等方面讨论了两种参数估计方法对计算结果的可能影响及其影响因素。结果表明:平均粒径、标准偏差相互替代的程度高,而偏度、峰度相互替代的程度低,或者不可替代;两者的差异是由各自本身的计算过程引起的,是沉积物粒度分布特征的一种反映,并且与沉积水动力条件密切相关。

图解法与矩值法计算的潮汐沉积粒度参数之差异及其原因解析

采用Folk-ward图解法（GM）、Friedman-Johnson矩值法（MMFr）和McManus矩值法（MMMc）公式，分别计算了杭州湾顶一钱塘江河口中高潮滩短柱状样395个砂、泥质纹层的粒度参数。比较分析发现，除平均粒径可以完全相互替代外，随着矩值法阶矩数的增加，彼此关系变得越复杂而无法直接相互替代。MMMc矩值法未采用传统统计学法计算偏态和峰度值，目前二者的物理意义尚不清楚，其适用范围有待进一步探讨；由于两种矩值法计算的粒度参数差别较大，鉴于目前MMFr矩值法应用更广泛且物理意义明确，建议统一使用MMFr公式以便于对比研究。砂、泥质（纹）层的粒度参数特征差异明显，沉积物组分分析（反演）进一步表明，二者由各自特征的粗、细组分构成，与各自形成时的水动力条件相符合。由此认为，取样时选相同或单一动力沉积单元进行粒度分析是重要的。运用正态分布函数二组分叠置法（正演）较好地模拟出矩值法与图解法偏态与峰度的复杂关系，其中主次组分的百分含量和众数差值是主要影响因素。随着细组分（次组分）含量的减少，矩值法偏态和峰度值都相应增加，细微地反映了粒度分布的整体变化趋势。但图解法偏态和峰度值发生先增加，到达某一拐点后再减小，这与其只采取有限的若干特征值进行统计和忽略尾部（〈5％部分）特征有关。与图解法峰度计算公式}匕较，偏态计算公式多了一项对（φ16-φ84）部分的描述，可能是偏态拐点出现的位置在细组分百分含量为35％的原因。图解法与矩值法各具优势，但图解法对于次组分和尾部特征的表述具有不一致性，而矩值法在此方面具有趋同性，更适合于建立统一标准，开展粒度参数的物理意义解释。

南京下蜀黄土图解法与矩值法粒度参数对比研究

根据图解法和矩值法的计算原理,对南京江北地区下蜀黄土58个样品分别进行定量计算,并对两种方法所得结果进行对比研究.结果表明,两种计算结果的平均粒径具有高度相关性,相关方程为y=0.790 3x+1.512 3,决定系数为0.952 5,计算得到相关系数为0.976 0,表明两种方法得到的平均粒径基本相等,可以互相代替;标准偏差相关方程为y=0.906 2x+0.109 6,决定系数为0.971 2,相关系数为0.985.而偏态和峰态较为离散,不具有相关性.造成这两种结果差异的主要原因在于计算原理不同.图解法统计样品的90%子样,矩值法统计样品粒度分布的总体特征.偏态注重粒度分布的尾部,峰态关注峰的宽窄,且由于古土壤呈明显的双峰分布,因而高阶偏态和峰态差异显著.通过对比研究发现,矩值法计算的粒度参数对下蜀黄土研究具有更高的精确性和可靠性.

图解法与矩值法在金沙江上游雪隆囊古滑坡堰塞湖溃坝堆积物粒度分析中的应用

基于野外调查与室内分析,应用图解法和矩值法,分别对金沙江上游雪隆囊古滑坡堰塞湖溃坝堆积物的50个样品的粒度参数进行定量计算,并对两种方法所得结果进行对比研究。结果表明:溃坝堆积物的上、中、下游三个区段的两种计算结果的平均粒径具有高度相关性,相关系数分别为0.948、0.994、0.991,分选性相关系数分别为0.824、0.959、0.901,表明两种方法得到的平均粒径基本相等,可以互相代替;标准偏差(分选系数)除上游区段存在较大偏差外,其它两区段分选系数基本相等,可以相互替代。整个溃坝堆积物粒度的偏态和峰态较离散,相关性较差。针对溃坝型沉积物,建议优先选用矩值法计算粒度参数,该方法能全面涵盖样品信息,反映整个沉积过程中水动力条件的变化。该研究结果与其它类型沉积物研究结果产生差异的主要原因是粒度组分分布情况、沉积动力条件及沉积环境不同。

矩值法和图解法计算山区河流沉积物粒度参数的差异

在宜昌市山区小河莲沱溪采集一组以粗砂和极粗砂为优势粒度组成的沉积物样品,在筛析法进行粒度分析的基础上,用矩值法和图解法分别计算沉积物的粒度参数,并对两种方法所得的结果进行对比.两种计算方法得到的平均粒径和分选系数十分接近,基本上可以互相替代.峰态呈一定的相关性,但不可互相代替.偏态较为离散,不具有明显的相关性.分析发现其中的差异性原因与两种方法的计算原理及粗粒沉积物的粒度组成有关.两种方法计算所得粗粒沉积物的偏度没有明显的相关性,图解法偏态值指示了样品主体的尾部,而矩值法偏态值反映了样品总体的尾部特征.对于两种方法所得峰态值,当样品的粒级分布曲线呈单峰且粒级分布比较集中时,两种方法计算得到的结果差距不大,而当样品的粒级分布曲线呈双峰且次峰频数较大时,两种方法计算得到的结果则具有较大的差异.图解法的计算未能考虑到两端尾部的粒度特征,会导致粒度参数的计算产生偏差,而矩值法计算原理更科学,结果较为准确,因此在资料整合同化处理过程中应充分考虑两种方法计算粒度参数时导致的差异.

图解法和矩值法所求平均粒径应用对比研究

为了更好的了解图解法和矩值法计算平均粒径的区别,增强历史资料利用率,通过分析两种方法计算原理上的差异,利用某海区沉积物样品粒度测试结果,对两种方法所得平均粒径进行对比,并利用底质参数法分析两种方法所得平均粒径对声波浅海传播影响效果。结果表明,矩值法与图解法所得平均粒径在分析声波浅海传播影响上可以相互替代。

几种沉积物图解法与矩值法粒度参数的对比研究及其意义

通过几种沉积物图解法与矩值法粒度参数的对比,发现不同的沉积环境具有不同的粒度参数特征,这种特征的差异可以用来判别沉积环境。每一种沉积物的2种方法对比的粒度参数不同,说明针对同一样品粒度参数的2种计算方法结果具有一定的差异性,所以在参考前人的研究成果时需要特别加以注意。研究成果可供今后从事该项研究时参考。

图解法和矩值法海洋沉积物粒度参数的对比

【目的】系统探讨图解法和矩值法计算海洋沉积物粒度参数结果的相互转换关系。【方法】首先对雷州半岛南三岛海滩沉积物开展图解法和矩值法粒度参数的对比研究,然后将结果与其他分析结果相结合,讨论两种方法在不同沉积环境中的转换规律。【结果】对于南三岛海滩样品而言,两类方法获得的平均粒径和分选系数相关性较高(R^2≥0.821),可相互转换,但偏态和峰态的相关性较弱(R^2≤0.229),不存在相互换算的数学基础;对于不同沉积环境的样品而言,两类方法的计算结果不存在随计算公式阶次增加而相关性逐渐变差的普适规律;两类方法所得的平均粒径和分选系数可相互换算,但偏态和峰态在不同沉积环境中的可换算性差异较大。【结论】图解法和矩值法计算的粒度参数在不同沉积环境存在较大差异,不能直接相互替代。

图解法和矩值法粒度参数的定性对比:以琼州海峡岸滩表层沉积物为例

前人已开展了大量的关于图解法和矩值法数值结果的相关性分析和相互转换方程的确定工作,但针对定性结果的对比仍较为罕见。本文选取了琼州海峡两岸15个海滩22条断面105个表层沉积物为典型研究对象,分别采用Folk和Ward图解法和Friedman矩值法获取粒度参数结果,构建定量结果的回归关系和对比定性结果的异同。结合前人的研究成果,本文进一步探讨了两种方法结果的可对比性,并分析两种方法的方法差异对沉积物粒度信息提取及使用造成的可能影响。研究结果表明:(1)就定量结果而言,图解法和矩值法计算的平均粒径和分选系数具有强相关性(R2≥0.951),而偏态和峰态则表现为中等相关(R2=0.586)和不相关(R2=0.011),表明图解法和矩值法计算粒度参数定量结果之间的相关性并不稳定,这与前人的研究结果基本一致;(2)就定性结果而言,图解法和矩值法的结果之间存在较大偏差,分选系数、偏态和峰态不一致的占比分别达30.48%、55.24%和71.43%,这与定量结果的相关性存在一定程度的偏差,表明定量结果的相关性程度并不能完全用于指示定性术语结果的一致性程度。鉴于最大化地揭示沉积物的差异是粒度参数分析方法追寻的目标,在选择何种方法计算粒度参数时需充分考虑沉积物粒径概率分布曲线的特征。本文提供了一个以海滩沉积物为研究对象的图解法和矩值法粒度参数结果对比的典型案例,研究结果有助于提升对粒度参数分析方法的差异、原因和科学使用等方面的认识。

不同计算方法的云南省永胜县下院滑坡堰塞湖沉积物粒度特征及沉积历史重建

【研究目的】滑坡堰塞湖灾害链危害大,其形成和溃决过程中受外部环境影响大。堰塞湖沉积物作为记录堰塞湖全生命周期的载体,具有良好的古环境和古气候的指示作用,采用最佳解析方法对其进行解读有利于还原沉积物沉积过程及古环境变化。【研究方法】通过野外调查采样和室内测试分析相结合的方法,采用图解法和矩值法计算下堰塞湖沉积物统计特征的适用性问题,使用粒度结合有机质含量重建了堰塞湖沉积环境,对堰塞湖的发育过程进行还原。【研究结果】(1)堰塞湖沉积物分层沉积层序明显,为单一水动力湖相沉积,物质来源稳定,非多物源沉积;综合有机质变化和沉积物粒度特征表明该堰塞湖经历了4次干湿周期,在气候和地质活动的共同作用下至少存在3次堵塞−泄流沉积过程,估算沉积旋回周期约为1750 a,该沉积历史应该是断裂带长期复杂的活动和气候−河流共同作用的结果。(2)通过对图解法和矩值法进行统计分析结果表明,两种方法对平均粒径和分选系数评价一致性较好,可直接进行替换;矩值法对偏态峰态整体计算结果比图解法大,在使用中需进行线性代换。由于描述参照值的缘故,偏态、峰态在统计表述中有所偏差。【结论】堰塞湖沉积物粒径分布简单,采用图解法计算更加便捷,与其他沉积物对比方便,推荐图解法对堰塞湖沉积进行计算。研究结果表明粒度特征对堰塞湖的沉积和溃决过程以及滑坡灾害对气候变化的响应研究具有一定的指导意义,可为还原该堰塞湖沉积期的古环境和古气候提供理论依据。

基于MATLAB编程的沉积物粒度计算方法与结果对比研究

以Folk-Ward图解法和Mc Manus矩值法公式为基础,利用MATLAB软件编程编出一套完整的计算粒度参数程序.然后以海州湾潮滩岩芯沉积物为例,分别计算其图解法和矩值法粒度参数并进行粒度含量和参数结果的比较.结果表明,海州湾潮滩岩芯HZ01沉积物样品以粉砂为主,含量平均值为84.7%.其次是黏土,含量为14.6%,砂含量最少,约为0.6%.图解法计算得到平均粒径范围介于7.14Φ~7.71Φ之间,分选系数范围为1.29~1.51,偏态值范围为-0.01~0.11,峰态值介于1.04~1.18之间;矩值法计算得到平均粒径范围为7.24Φ~7.81Φ,分选系数范围为1.29~1.6,偏态值介于0.12~0.98之间,峰态值介于1.71~2.3之间.相关性分析表明两种方法计算的平均粒径与分选系数具有很高的相关性,相关系数分别为0.99和0.94,通过了95%的显著性检验,可以相互替代.而偏态值和峰态值则不具有相关性,相差较大,不可转换.

基于原位激光粒度仪(LISST)的悬浮体平均粒径计算方法对比研究

根据2012年夏季和2016年冬季在南黄海中部利用原位激光粒度仪(laser in situ scattering and transmissometry,LISST)进行调查获得的实测数据,对两种平均粒径计算方法的结果进行比较研究,并对产生差别的原因进行分析。结果表明:无论在夏季和冬季,在温度跃层以上粒度分布以粗颗粒为主,两种计算方法差值较小,可以相互替代。在温盐跃层以下层位,细颗粒组分增加,导致二者计算差值变大。端元分析表明较高的平均粒径值倾向于造成平均粒径差值增大。矩值法强调了粗颗粒组分的贡献,而平均粒级法对细颗粒组分的贡献更加敏感,后者是更适用于将LISST观测数据应用于陆架海区现代沉积环境研究的粒径参数计算方法。本文为使用LISST在陆架海区进行现代沉积过程研究提供了参考。

陇西盆地晚更新世风成堆积物粒度参数的对比

计算了末次冰期旋回陇西盆地的黄土古土壤和风成砂的粒度参数,并对图解法与矩值法粒度参数进行了对比。结果表明,对黄土古土壤来说两种方法所获得的平均粒径基本相同,分选系数、偏度和偏态的相关性逐渐降低,对风成砂和砂黄土来说,除了平均粒径呈较好的线性相关外,其他参数则差别很大。造成这种差异的主要原因是由于它们粒度组分的分布不同所致。图解法主要反映了样品总体中主要粒度组分的粒度特征,而矩值法则反映了样品的总体特征。在沉积环境的分析和比较中,应充分考虑这两种方法的差异,并建立不同的标准。激光粒度仪和吸管法对平行样品测试的图解计算结果表明,粒度参数的变化趋势比较接近。

雷州半岛南部海滩沉积物单一样和平行样粒度分布信息的对比

前人已开展了大量的关于沉积物粒度测试、数据分析与信息提取工作,但针对所采集的沉积物样品是否具有代表性的研究仍较为罕见。基于众数、中值粒径、粒级组分含量、沉积物类型和粒度参数等指标,本文对比分析了雷州半岛南部海滩30组沉积物平行样的粒度分布参数的定量和定性结果的异同、相关性和一致性。研究结果表明:(1)平行样的众数、中值粒径和粒级组分含量均表现出一定程度的差异性;(2)平行样的偏态和峰态特征值差异较为明显,P1平均值分别为–2.90-–1.53和11.23-21.59,P2为–2.55-–1.52和11.23-21.59,P3为–2.81-–1.86和13.41-27.69;(3)粒度参数的数值结果有约2/3的组合呈不相关关系(R^(2)≤0.29);(4)分选系数、偏态和峰态分别有1/3、1/2和4/15的定性结果存在差异。沉积物粒度分布信息的空间异质性和样品采集的随机性是上述差异的主要原因。为了尽可能消除样品采集的随机性和刻画粒度分布信息的时空异质性,建议未来样品采集时同时采集平行样。本文提供了一个以海滩沉积物为研究对象的平行样粒度参数结果对比的典型案例,结果有助于提升对沉积物样品有效采集策略方面的认识。

Matrix dimensionality reduction for mining typical user profiles

Recently clustering techniques have been used to automatically discover typical user profiles. In general, it is a challenging problem to design effective similarity measure between the session vectors which are usually high-dimensional and sparse. Two approaches for mining typical user profiles, based on matrix dimensionality reduction, are presented. In these approaches, non-negative matrix factorization is applied to reduce dimensionality of the session-URL matrix, and the projecting vectors of the user-session vectors are clustered into typical user-session profiles using the spherical k -means algorithm. The results show that two algorithms are successful in mining many typical user profiles in the user sessions.

Application of the Monte Carlo Method in Simulative Generation Test Problems Simulative Generation Test Problems

An approach for generating test problems by a computer using the Monte Carlo method based upon user-given characterizations is described.A single point X~* is prespocified by the user to be a solution of the test problems.The approach is flex- ible enough to specify function values,gradients,Hesse,degeneracy degree and ill- conditioned degree at the point X~*.Other numerical features such as indefiniteness, convexity are also under user's control.

Some Notes for Toeplitz Matrix

In this paper,we study real symmetric Toeplitz matrices commutable with tridiagonal matrices, present more detailed results than those in [1], and extend them to nonsymmetric Toeplitz matrices. Also, complex Toeplitz matrices, especially the corresponding matrices of lower order, are discussed.

Research and Design of Coordinated Control Strategy for Smart Electromechanical Actuator System

In order to improve the frequency response and anti-interference characteristics of the smart electromechanical actuator(EMA)system,and aiming at the force fighting problem when multiple actuators work synchronously,a multi input multi output(MIMO)position difference cross coupling control coordinated strategy based on double‑closed-loop load feedforward control is proposed and designed.In this strategy,the singular value method of return difference matrix is used to design the parameter range that meets the requirements of system stability margin,and the sensitivity function and the H_(∞)norm theory are used to design and determine the optimal solution in the obtained parameter stability region,so that the multi actuator system has excellent synchronization,stability and anti-interference.At the same time,the mathematical model of the integrated smart EMA system is established.According to the requirements of point-to-point control,the controller of double-loop control and load feedforward compensation is determined and designed to improve the frequency response and anti-interference ability of single actuator.Finally,the 270 V high-voltage smart EMA system experimental platform is built,and the frequency response,load feedforward compensation and coordinated control experiments are carried out to verify the correctness of the position difference cross coupling control strategy and the rationality of the parameter design,so that the system can reach the servo control indexes of bandwidth 6 Hz,the maximum output force 20000 N and the synchronization error≤0.1 mm,which effectively solves the problem of force fighting.

Numerical Simulation of Sloshing in Rectangular Storage Tank Using Coupled FEM-BEM

Sloshing of liquid can increase the dynamic pressure on the storage sidewalls and bottom in tanker ships and LNG careers. Different geometric shapes were suggested for storage tank to minimize the sloshing pressure on tank perimeter. In this research, a numerical code was developed to model liquid sloshing in a rectangular partially filled tank. Assuming the fluid to be inviscid, Laplace equation and nonlinear free surface boundary conditions are solved using coupled FEM-BEM. The code performance for sloshing modeling is validated against available data. To minimize the sloshing pressure on tank perimeter, rectangular tanks with specific volumes and different aspect ratios were investigated and the best aspect ratios were suggested. The results showed that the rectangular tank with suggested aspect ratios, not only has a maximum surrounded tank volume to the constant available volume, but also reduces the sloshing pressure efficiently.

Simultaneous (M,N) Singular Value Decomposition of Matrices

A necessary and sufficient condition for the existence of simultaneous (M,N)singular value decomposition of matrices is given.Some properties about the weighted partial ordering are discussed with the help of the decomposition.