光强非线性响应下的光致热弹光谱光强修正

提出了基于光强非线性响应的光致热弹光谱光强修正方法,实现了激光光强的准确修正。控制DFB激光器工作于波长调制模式,设置激光调制频率为16369.75 Hz,通过光纤放大器增强其出射光强非线性项的幅值,光束经多次反射池后汇聚于石英音叉根部激发光热信号,采用数字锁相放大器解调得到对应的谐波信号,通过多项式拟合谐波信号背景,反演得到与浓度及光强分别对应的谐波信号。实验结果表明,当光强从22.03 mW变化至3.16 mW,谐波信号背景幅值与光强具有良好的线性关系,线性相关系数大于0.998,归一化后的谐波信号幅值波动小于0.37%。针对甲烷测量,系统在较大的浓度范围内具有良好的线性响应,谐波信号信噪比表明系统的最低检测限达0.22×10-6。该研究为光致热弹光谱的光强修正提供了一种新的方法,可有效提高LITES系统在长期测量应用中的稳定性。

近断层SV波斜入射下进水塔的非线性响应研究

随着越来越多的水利工程在西部地区发震断裂带建设,使得水利工程遭遇近场地震动的概率也越来越大。近断层地震动由于埋深较浅,地震波垂直入射的假定已不再适用,而目前关于进水塔近断层地震动斜入射下的地震响应研究尚少。以某工程进水塔为例,建立了进水塔三维塑性损伤有限元分析模型,分析了近断层脉冲地震动SV波多角度斜入射下进水塔的非线性响应。结果表明:与地震波垂直入射相比较,近断层地震动SV波斜入射下塔顶位移、加速度响应有明显增大,并且随着角度的增大,塔体损伤面积和损伤程度均有所增大。

规则波浪中圆筒型浮式生产储装置参数激励非线性响应研究

目前常见的提升圆筒型浮式生产储装置(Floating production storage and offloading vessels,FPSO)垂荡性能的方法是通过增加刚度使垂荡固有周期增大到20 s以上,远离常见波浪周期,但这使得垂荡固有周期与纵摇固有周期的比值接近1∶2,可能会导致参数激励现象的发生。因此本文针对此类圆筒型FPSO系统的参数激励非线性运动展开研究。考虑规则波建立了系统单自由度参数激励纵摇方程,本文中采用多尺度法求解运动方程的一次近似解析解,基于Lyapunov定理分析解的稳定性,以分析规则参数激励下圆筒型FPSO纵摇失稳的机理。最后,结合多尺度法与数值方法进行参数敏感性分析。结果表明,使参数激励周期与纵摇固有周期的比值远离1/2、降低参数激励幅值和增大纵摇阻尼的3种方式均能够有效避免大幅参数激励的发生。

雅山荒漠覆盖区元素垂向迁移非线性响应机理

浅覆盖层地区仍具有很大的找矿潜力,但覆盖层会弱化深部矿化信息,使得常规化探方法效果不佳,为有效提取深部矿化信息,需查明成矿元素在覆盖层中的垂向迁移规律。以新疆雅山荒漠覆盖区一处Cu-Mo综合异常区为研究区,采用浅钻采集覆盖层土壤样品,检测其矿物成分及As、Cu、Pb、Mo等元素的总量和相态,分析成矿元素的多重分形特征,探讨其垂向迁移的非线性响应机理。矿物成分分布模式和元素R型聚类分析表明,5个浅钻可分Ⅰ类钻孔(ZK01、ZK02、ZK03)和Ⅱ类钻孔(ZK04、ZK05),分别为底部基岩为二长花岗岩、凝灰岩的土壤环境。元素总量多重分形分析表明,Ⅱ类钻孔环境更有利于元素的垂向迁移,与该类钻孔所处的凝灰岩母岩环境相符合,说明多重分形方法可以定量表征元素的垂向迁移能力。元素相态多重分形分析表明,Cu主要以离子态形式迁移,Mo主要以铁锰氧化物态迁移,深部矿体与元素垂向迁移形成的地表地球化学异常之间存在非线性响应过程。研究成果可为利用浅钻化探技术开展浅覆盖区找矿勘查提供思路,并为区域成矿潜力评价、覆盖区探矿工程部署等提供依据。

中波高重频激光干扰非线性响应现象试验研究

针对中波探测器被中波高重频激光干扰时出现的非线性问题,设计了中波高重频激光器干扰制冷型中波HgCdTe焦平面探测器的干扰试验,分析了干扰出现的非线性响应输出现象,并得到了中波HgCdTe焦平面探测器干扰出现非线性响应时的阈值。

青藏高原高寒草地群落叶片功能性状对降水的非线性响应

群落叶片功能性状受到外界环境和自身发育的共同影响,其响应特征和过程的研究有助于了解环境胁迫下植物的适应策略,以应对全球变化下的生物多样性和生态系统功能丧失。通过对青藏高原高寒草地115个样点的调查取样,测定群落叶片碳、氮和磷含量(LC、LN和LP)及干物质量(LDMC)4种能够反映植物生存策略的叶片功能性状,以物种相对多度为基础计算群落加权平均值(CWM)。结合降水量、气温和土壤因子,探索高寒草地群落叶片功能性状响应机制。结果表明:(1)降水量对群落叶片功能性状影响显著(P<0.01),而温度对群落叶片功能性状影响不显著(P>0.05);(2)土壤全氮和有机碳对CWM_LC、CWM_LN、CWM_LP和CWM_LDMC影响显著(P<0.01),且除CWM_LDMC外,其余性状均表现为非线性响应,呈先下降后上升趋势;(3)土壤含水量和容重对CWM_LC、CWM_LN、CWM_LP和CWM_LDMC影响显著(P<0.05),且土壤含水量对各性状的影响为非线性,呈先下降后上升趋势。该研究说明水分是青藏高原高寒草地群落叶片功能性状的主要影响因子,高寒草地对恶劣环境的适应是通过叶片功能性状来调节实现的。

一种考虑红外焦平面器件非线性响应的非均匀性校正方法

针对红外焦平面阵列探测元响应具有非线性特征 ,提出了一种易于硬件电路实现的、考虑探测元响应非线性的非均匀性校正方法 .通过理论分析和仿真实验 ,结果表明该方法校正参数少 。

红外焦平面阵列非线性响应的分析和计算

分析了导致红外焦平面阵列响应非线性的各种因素 ;并以 Hg Cd Te红外焦平面阵列为例 ,以量子效率与入射光子波长的相关性为基础 ,计算了在准理想条件下探测器响应的非线性量 ;结合非均匀性校正 ,计算了在给定区间定标后的非线性大小 ;

地震动频谱对小湾拱坝非线性响应的影响

将时间信号时 -频联合分析的自适应谱方法用于研究地震地面运动的频率非平稳特征、提取频率非平稳信息 ,统计得到各个频段地震动成分的强度变化过程。在此基础上 ,应用均匀调制随机过程模型和演变随机过程模型合成人工地震波 ,以此为输入对高拱坝进行了考虑地震动时 -频非平稳性的动力响应分析。结果表明 ,在地震力作用较小时 ,影响不大 ,但对地震力作用较大的高拱坝 ,地震动的非平稳性对拱坝非线性地震响应的影响不可忽略。

土压力传感器在硬土介质中的非线性响应分析

为掌握土压力传感器置于硬土介质中呈现的非线性响应特性,建立了传感器与土介质的相互作用模型,运用有限元分析了满足匹配误差稳定所需的传感器与土介质的模量比条件。进行了传感器的单体标定和级配碎石土介质标定试验,探讨了传感器非线性响应的主要影响因素。计算与试验表明,目前国内主流的双膜土压力传感器在量测硬土介质中的土压力时,由于模量偏小标定曲线非线性显著;土压力传感器单体标定曲线线性度较高且其模量基本稳定,表明土介质的模量变化是引起标定曲线非线性的主要因素;通过将传感器置于与使用环境相近的土介质中进行标定,并采用非线性修正可明显提高硬土介质中土压力量测的准确性。

重金属元素的时空分布与矿山采矿历史的地球化学非线性响应

人类活动对环境影响严重,采矿活动尤甚。对矿山环境的研究重要而迫切,特别是重金属元素污染,其首要问题是重金属元素的迁移能力和影响因素,归根结底是污染元素从污染源到外围区域的时空响应和时空结构。中国铜陵、铜绿山等众多金属矿山具有悠久的采矿历史,在为国民经济带来重大效益的同时,也带来了众多的环境问题。目前对矿山环境的研究多集中在非动态及调查性研究方面,很少从时间与空间结构2个角度同时考虑地球化学迁移转化的机理;国内关于矿山环境的研究资料也不多。建议在矿区重金属环境地球化学的研究中应用非线性研究手段,重点是分形、多重分形、非线性时间序列等分析方法,研究重金属元素的时序分布和空间展布机制。

地震波局部时频特性对结构非线性响应的影响

通过对钢筋混凝土框架在几条实际地震波作用下非线性动力响应的比较 ,指出非局部化的频谱(如反应谱或功率谱 )对地震波某些特性的反映不够全面 ,据其控制结构在弹塑性时程分析中的选波 ,可能影响选波的合理性 ,由此引入小波分析和局部谱 。

化学反应对微波非线性响应的实验研究和数值模拟

本文通过实验观测化学反应对微波反射的非线性变化 ,探讨了运用时域有限差分法模拟计算微波化学反应的方法 ,并给出计算实例。拓宽了时域有限差分法的应用领域 ,也为今后微波化学的工业应用提供基础。

考虑红外焦平面器件非线性响应的一种非均匀性校正方法

针对红外焦平面阵列的非线性响应特性,提出了一种考虑非线性响应的“曲线—直线”校正方法,并给出了校正的计算公式.仿真实验结果说明此方法具有精度高,计算量小的优点,需要存储的参数少,易于硬件实现.

动力扰动下采空区围岩非线性响应演化特性分析

为更好地再现地下金属矿深部采空区爆破扰动响应模型,将实测并去噪的爆破振动曲线作为动力加载,运用三维动力有限差分法,揭示围岩非线性演化特性并探讨采动顺序对其稳定性影响。动力扰动下,采空区顶、底板的最大、最小主应力明显大于其它部位,且出现拉应力;质点爆破振动监测时程曲线非线性特性强烈;垂直振动速度主要集中于采空区顶、底板,最大值25.2 cm/s。爆破瞬间,采空区东帮(先开挖侧)水平动位移值呈非线性上升,出现较大的动应力集中系数波动幅度和水平振动速度最大值(21.9 cm/s);塑性区也主要集中于东帮围岩且剪应变增量也相对较大。研究表明:采动顺序一定程度上影响了围岩稳定性,并且依据动力响应特性分析结果调整参数后的爆破设计有效控制了爆破边界,提高采场稳定性。

离心力场中微型土压力传感器非线性响应分析

为掌握离心力场环境下微型土压力传感器与土介质相互作用引起的匹配误差特性,结合匹配误差理论,通过液体标定试验和离心力场中土介质标定试验,讨论了微型土压力传感器在模量相对较大土介质中的非线性响应特征及其主要影响因素。试验分析表明:在液压条件下微型土压力传感器具有良好的线性响应特性;在离心力场环境中微型土压力传感器表现出的显著非线性响应特性是由加载过程中土介质模量的改变引起;基于建立的匹配误差随土介质模量变化的关系曲线对测试数据进行非线性修正,可明显提高微型土压力传感器在模量相对较大土介质中的测试精度。

双跨转子-轴承系统裂纹-碰摩故障的非线性响应研究

分析了带有裂纹-碰摩故障的具有三轴承支承的双跨弹性转子系统的复杂非线性运动。在同时考虑轴承油膜力和碰摩发生时转静件间的相对速度对非线性摩擦力的影响基础上,构造了双跨裂纹-碰摩弹性转子-轴承系统动力学模型,并对系统裂纹、碰摩及其耦合故障对系统非线性动力学响应的影响进行了数值仿真研究。单一裂纹故障时系统响应在超临界转速区有短暂的混沌运动;单一碰摩故障时系统响应在亚临界转速区有拟周期运动出现;裂纹-碰摩耦合故障时在超临界转速区有较大范围的周期4运动区间,小裂纹对系统非线性特性的影响不明显。研究结果为转子-轴承系统故障诊断、动态设计和安全运行提供了一定的理论依据和参考。

大跨度斜拉桥地震动线性与非线性响应分析

论述了大跨度斜拉桥非线性因素的来源及非线性行为描述方法 ,提出了大跨度斜拉桥的非线性计算中有待进一步研究的问题 ,考虑梁 -柱相互作用的非线性有限元格式 ,建立了以修正拉格朗日法为基础的非线性有限元方程并编制了程序 ,并针对岳阳洞庭湖大桥地震动作用下的线性与非线性响应进行了计算 ,验证了该方法和程序的正确性和有效性 ,及很好的工程适应性 .

光电探测器非线性响应对相干激光多普勒测速仪的影响

光电探测器是相干激光多普勒测速仪的重要组成部分,其对光信号强度的响应特性直接影响着系统的信噪比。为了提高系统探测性能,从光电探测器非线性响应对相干激光多普勒测速仪的影响的角度进行研究。通过对响应函数进行多项式分析,研究输入拍频信号为带偏置的余弦信号时的输出电压波形,对比分析存在二阶非线性响应与在线性响应下的信号,从理论上说明探测器非线性响应对系统信噪比的影响。并对测速仪进行了对比实验,在对非线性响应进行抑制之后,系统信噪比由16dB提高到35dB,从实验角度验证了分析的正确性。

地震动非平稳特性对结构非线性响应影响的分析

虽然地震动的非平稳特性被越来越多的研究者所认识,但是其对结构非线性响应的影响却一直没有较为深入的研究。传统的反应谱和功率谱缺乏对地震动时间信息的表达,而由小波变换得到的地震动局部谱(时变谱)能更准确地反应地震动的非平稳性。更为重要的是,小波变换可以将地震动能量在时间上的分布进行调整而不改变能量在频率上的分布,对考察地震动非平稳性对结构非线性响应的影响非常有利。利用小波变换的上述优势,对比分析了三条实际地震动记录对一榀钢筋混凝土框架非线性时程响应的影响,通过调整其中一条记录的能量在时间上的分布,清楚地表明地震动能量在时间上的集中对结构响应非常不利,并由此提出了有效峰值的概念来定量反应这种表现为能量集中的地震动非平稳性。