WRF模式不同云参数化方案的暴雨预报能力检验及集成试验

利用WRFV3. 6的8种微物理方案和6种积云参数化方案对湖北及其周边地区夏季12次暴雨过程进行回报,分析各种方案对暴雨预报的影响。结果显示,各种方案均能较好地预报出降水过程,但其降水强度和范围存在一定差异。当积云参数化方案为KF方案时,对Lin、WSM6、Thompson、Morrison 2-mom、CAM5. 1、WDM5、WDM6、NSSL 2-mom微物理方案做敏感性试验,发现CAM 5. 1方案优于其他7种微物理方案,M orrison 2-mom次之。当微物理方案为CAM 5. 1时,对KF、BM J、GD、SAS、G3D、Tiedtke积云参数化方案做敏感性试验,发现在不同量级降水预报中,6种积云参数化方案各有优劣。综合考虑,GD、SAS、Tiedtke积云参数化方案优于其他3种方案。在此基础上开展多方案集成试验,结果表明集合平均(ensemble mean,EMN)在一定程度上可以减少预报误差,降低单个成员预报的不确定性。

基于FPGA的车辆横摆稳定预测控制器设计实现

为提高车辆横摆稳定预测控制器的实时性,采用现场可编程门阵列(FPGA:Field Programmable Gate Array)设计实现了该预测控制器,并采用基于罚函数的粒子群算法预测控制二次规划问题的求解。同时通过FPGA进行并行运算,以减少运算时间。为了验证控制器的有效性,以车辆动力学软件ve DYNA中的车辆模型为被控对象,以FPGA为控制器的硬件实现平台进行了实时实验。实验结果表明,基于FPGA实现的预测控制器能很好地满足车辆横摆稳定控制的实时性要求,为控制器的实车实验奠定了实践基础。

基于多体系统理论的汽车凸轮轴磨削几何误差建模与辨识技术理论研究

针对汽车凸轮轴磨削加工中存在的精度问题,从提高MKS8332A数控凸轮轴磨床几何精度出发,以达到提高凸轮轴磨削精度和加工效率为目的进行了相关研究。运用多体系统运动学理论,分析并建立了该磨床磨削高精密凸轮轴过程的几何误差模型,推导出了该磨床精密加工运动约束条件方程;在多体系统理论误差参数辨识模型基础上,结合球杆仪测量原理所提出的辨识方法,能够很好地对该磨床的几何误差参数进行辨识;在此基础上研究了精密数控指令和逆变凸轮廓形的求解算法、理想数控指令的生成方法、砂轮轮廓误差的计算方法;最后给出了凸轮廓形曲线的拟合方法和刀具路线的计算方法。

基于响应面的伺服驱动单元散热器优化研究

针对某型号伺服驱动单元工作过程中IPM温升过高的问题,将数值仿真技术应用到伺服驱动单元散热器优化中。开展了散热器几何参数对IPM温升的影响分析,通过均匀设计和多项式拟合相结合的方法建立了关于散热器基板厚度、翅片数和翅片厚度的IPM温升二阶响应面模型,提出了一种基于响应面的散热器优化方法。利用方差分析和拟合优度检验对响应面模型的准确度进行了评价,并在CFD软件上对优化后的散热器方案进行了数值仿真试验。研究结果表明,二阶响应面模型的误差范围不超过2.88%,可以准确地拟合IPM温升与散热器几何参数之间的数学关系;在优化后的方案中IPM温升降低了5.48℃,有效地提高了设备的可靠性,为其他型号伺服驱动单元散热器及类似结构优化提供了参考。

WRF模式不同微物理方案水凝物的预报能力检验与集成试验

文章利用TRMM(Tropical Rainfall Measuring)卫星TMI(TRMM Microwave Imager)探测反演的云水、雨水和冰水新版改进资料,定量化检验了WRF(Weather Research and Forecasting)模式6种微物理方案(Lin,WSM6,Thompson,Morrison 2-mom,CAM5.1,NSSL 2-mom)对江苏近海及周边海域上空云中水凝物的预报能力。19次个例统计检验结果表明,6种微物理方案基本都能预报出水凝物的量级及大致范围,对于云水的预报,除NSSL2-mom方案误差较大外,其余5种方案误差均较小;CAM5.1方案对雨水含量较大时的预报效果较好,但对于雨水含量较小时的预报误差较大;Lin方案对于冰水的预报效果较好,更接近于实况。在此基础上,选用等权集成(EMN)和消除偏差集成(BREM)两种方法开展集成预报试验,结果发现,两种方法均可以减小预报的误差,且消除偏差集成的方法比等权集成的改进效果更好。

提高曲轴磨削精度的几何误差补偿技术

针对精密曲轴磨削(连杆颈)加工中存在的精度问题,利用随动磨削数控机床运动的数学模型推导出理想的砂轮磨削轨迹的求解方程。利用多体系统理论推导出从机床-工件分支与机床-刀具分支的坐标转换方程、曲轴磨削的精密加工方程,进而将随动磨削加工数学模型与多体系统的误差补偿技术相结合,研究了理想数控指令的生成方法,并用精密迭代的方法求解出误差条件下精密加工数控指令。修正后的指令可以在曲轴磨削生产当中保证曲轴(连杆颈)的表面加工质量,达到了精密曲轴磨削的精度要求。

PSO-GA组合算法优化PID参数及可视化平台设计

PID控制是机床伺服控制系统中广泛应用的一种控制方式,PID参数是否合理直接影响着伺服系统的性能。以MKS8332A数控凸轮轴磨床砂轮架伺服系统为模型,提出一种基于粒子群-遗传组合算法(PSO-GA)的PID控制器参数优化方法。仿真结果表明,该算法寻优性能比单独的遗传算法和粒子群算法表现更为优异,证实了该算法能有效的优化伺服系统PID参数。为了使用户无需去了解复杂的算法源代码,而只需在平台上进行操作就可以解决PID参数的优化问题。多种智能算法被引入称为可视化平台的优化软件设计,用MATLAB GUI编程环境构建了PID参数可视化平台,为用户提供一个友好的图形界面。

2020年梅汛期江苏两次龙卷过程对比分析

利用盐城S波段双偏振多普勒天气雷达资料,结合地面自动站、探空站、风云4A卫星和欧洲中心再分析资料,对比分析2020年7月22日江苏淮北地区(简称“722”过程)和6月12日高邮市(简称“612”过程)两次龙卷过程。结果表明:两次过程具有相似的天气尺度背景,但“722”过程系统移速更快,低空急流更强,对流环境更有利,地面多局地气旋性环流,使对流单体强度维持,并在多地出现龙卷;而“612”过程影响系统停滞在江淮地区,稳定少动,经过高邮湖时,对流单体迅速发展,随后在陆地强度减弱,仅一处出现龙卷。对流环境方面,“722”过程的0-1 km垂直风切变达到了15×10^(-3) s^(-1)、风暴相对螺旋度达到了300 m^(2)/s^(2),抬升凝结高度仅3 m,相对于“612”过程更加有利。两次过程均有钩状回波、有界弱回波区和中高层悬垂的超级单体特征,龙卷产生于钩的附近。龙卷发生前,中气旋底高降低,切变增大;龙卷发生时,顶高和最强切变的高度迅速下降。在业务工作中,当中气旋内出现龙卷涡旋特征时,即使没有观测到龙卷碎屑特征,仅出现强反射率因子对应低的相关系数时,也可作为龙卷预警的重要判据之一。

基于多体系统理论的螺纹磨削研究

将多体系统运动建模方法应用到数控螺纹磨床建模中,建立机床、工件和砂轮的运动关系,推导出多线砂轮磨削螺纹的加工方程。开发螺纹磨削仿真软件,获得螺纹磨削加工G代码,在磨削螺纹的生产中取得了很好的效果。

打造城市生命线工程“宜昌模式”

十堰“6.13燃气爆炸事故”发生以来,城市生命线工程建设得到了国务院安委会的极高重视,专门印发《城市安全风险综合监测预警平台建设指南》作为技术标准。宜昌市作为全国18个安全风险综合监测预警工作体系建设试点城市之一,经充分调研和反复论证,结合本市实际打造了具有鲜明“宜昌特色”的城市生命线工程,其建设模式对与宜昌经济体量、城镇规模相匹配的其他城市具备较高的参考价值。

絮凝效能评价的研究进展

针对絮凝工艺生产运行状况评价的重要性,着重从水处理工艺中絮凝效果评价的发展历程和现状进行了论述,并简要介绍了评价理论和控制指标的应用状况及其今后的发展方向,以促进给排水工作的研究。

跨国电子商务环境下的常设机构研究

随着电子商务的发展，其对国际税收协定中常设机构原则的冲击日益显现，本文旨在通过常设机构的历史发展，探讨非居民的跨国电子商务活动是否在来源国构成常设机构。

基于CAD图纸信息自动构建SWMM水力模型方法研究

根据CAD排水管网工程图纸信息的存储特点,提出了基于CAD工程图纸信息自动构建SWMM水力模型的方法。通过TrueTable软件实现剖面图属性数据到GIS数据库的批量转换,应用自主开发的转换程序自动生成SWMM水力模型的INP输入文件,高效准确地实现SWMM水力模型的构建。该方法在宁波市鄞州区污水管网SWMM水力模型建设中得到了应用,结果表明,该方法可以提高工作效率,属性数据转换的正确率高,能够保证水力模型输入数据的质量。

应用停留时间分布评价絮凝池整体运行状况的探讨

分别对栅条絮凝池和折板絮凝池进行示踪试验,从反应器角度出发,借助轴向扩散模型,利用反应器工作原理中的停留时间分布,诊断出两者流动状况的差异。从而论证了应用停留时间分布评价絮凝池运行状况的方法是可行的,也为今后水处理絮凝池运行管理提供了新的思路。

宁波市鄞州区城市排水管网养护监控管理系统介绍

随着我国城市化的快速发展,城市排水管网养护采购服务作为一种创新管理模式开始推行。针对城市排水管网养护政府采购服务外包的管理形式,开发了一套基于数据库和地理信息系统(GIS)的监控管理系统。该系统为提高服务承包企业的城市排水管网养护服务质量提供一种有效的工具,并可以定量化考核城市排水管网养护的质量和完成采购服务企业的绩效。

基于Verilog HDL的约束MPC的FPGA硬件实现

为提高模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)的在线计算性能,拓展其在快速动态系统中的实际应用,给出了一种基于Verilog硬件描述语言(Hardware Description Language,HDL)的MPC控制器的FPGA(Field Programmable Gate Array,FPGA)硬件实现方法,并采用基于惩罚函数的粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)用于在线求解MPC的约束优化问题。首先,通过Verilog HDL编写实现矩阵运算模块、PSO求解模块,充分利用PSO的并行搜索能力和FPGA的并行计算结构提高MPC的在线计算性能,最后进行模块综合实现基于FPGA的约束MPC控制器。以电子节气门为被控对象进行控制器的实时验证,结果表明设计的MPC-FPGA控制器能够很好地满足电子节气门的快速跟踪要求,并验证了控制器的有效性和实时性。

江苏地区降水预报订正研究

本文选取2017—2019年欧洲中心数值预报产品(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)模式,利用频率匹配和消空订正的方法对江苏及周边地区24~96 h数值预报产品和对应的区域自动站数据进行客观订正。结果表明,单一的频率匹配方法对降水预报提高有限,但在此基础上采用消空订正方法,可以明显提高降水预报准确率。具体表现为24 h预报时效的晴雨预报准确率提高24%,小雨TS评分提高30%,暴雨TS评分提高2.4%,均方根误差减少2%,距平相关系数提高了1.4%。

基于MODIS数据的盐城市热岛效应特征分析

根据盐城市2017年MOD11A2地表温度数据,结合FROM-GLC10地表覆盖类型数据以及MOD15A2叶面积指数LAI数据对其热岛效应的特性进行具体分析。结果表明:(1)白天城市用地的平均地表温度高于其他地表覆盖类型,并且无季节性差异,其中夏季为33.2℃,而河流区域平均地表温度最低,其中冬季为9.1℃。(2)不同地表覆盖类型对缓解城市热岛效应的能力存在一定差异,其中河流起主导的降温作用。(3)热岛强度在夏季表现最明显,春季其次,秋冬两季不够显著,另外夜间城市热岛效应基本消失。(4)地表温度与LAI呈负相关,夏季时植被对盐城市区的降温效果最明显,其次是春季,相关系数分别为0.579和0.528。

黄海滨海地区海陆风对强浓雾生消及爆发性增强的影响

利用NCEP再分析资料、常规气象观测资料、L波段雷达探空资料以及MTSAT静止卫星观测资料,对2015年2月15至17日盐城一次持续性强浓雾过程的演变过程、形成机制等综合分析,并借助WRF模式对此次过程进行数值模拟实验,基于模拟结果讨论海陆风的出现对成雾以及雾体爆发性增强的影响.结果表明:高空槽前西南气流引起的降水配合低压倒槽有利于前期雨雾的生成,地面冷高压控制下夜间晴空辐射配合弱冷平流的输送有利于后期辐射平流雾的形成与发展.WRF模式模拟雾区与实况雾区的生消及雾区范围基本一致,具有较好的可信度.模拟结果表明海风建立对近地面起平流降温作用,有利于近地面逆温层的形成与发展,为雾的形成与爆发性增强提供稳定的层结条件;而海风环流的加强,一方面可以向研究区域源源不断的输送水汽,另一方面超低空急流的出现有利于低层水汽的积聚,同时逆温强度进一步加强,有利于雾的爆发性增强和长时间稳定维持.

宁波鄞州区城市排水智慧管理系统架构设计探讨

根据宁波市智慧城市建设的需要,建设了鄞州区城市排水智慧管理系统。重点介绍了该系统的架构设计,包括软件系统架构设计、硬件与SCADA系统设计、系统集成设计和智慧排水总体框架。鄞州区城市排水智慧管理系统通过基础信息感知部分、智慧管理部分和智慧展现部分组成一个有机整体,目前该系统的一期和二期已建设完成,可为城市智慧排水管理系统建设提供参考。