近40年中国冬季寒潮的气候特征及大气环流异常

利用1980—2023年高分辨率中国气象站观测数据,根据寒潮标准及强度指数,对中国寒潮事件的强度及影响区域进行客观分类,探讨全国性、区域性寒潮事件的时空变化特征和环流演变。结果表明:近40年我国冬季寒潮频次呈显著减少趋势,其影响范围扩大,而强寒潮的强度呈显著增加趋势,且年际变化幅度明显增大。中国寒潮冷空气主要来源于新地岛东南地区,路径因寒潮类型而异。分析全国型、东北华北型和西北华北型寒潮前期和同期大气环流异常特征发现:格陵兰岛的异常深厚暖高压是全国型寒潮的重要前兆,欧亚大陆对流层中高层纬向波列是其爆发的显著特征;东北华北型寒潮与冷涡在中低纬度异常高压系统阻挡下的东移有关;西北华北型寒潮与东欧平原上空暖性高压脊的发展及欧亚大陆两脊一槽的形势密切相关。所有类型寒潮爆发前均有乌拉尔阻塞高压的维持和西伯利亚地区冷空气的堆积。

遗传算法在点源扩散浓度反演排放源强中的应用

污染源清单的建立是目前城市大气污染浓度预报中的一大障碍。使用遗传算法和多点源扩散模式 ,从控制点浓度成功地反演了点源排放清单。源强反演数值的统计结果表明 ,该方法简单易行 ,效果较好 。

选择适宜的金属植入物内固定治疗股骨近端骨折

背景:股骨近端骨折好发于老年人群,治疗时选择适宜的内固定植入物是保证生物相容性以及效果的关键。目的:分析股骨近端骨折内固定金属植入物的选择以及生物相容性。方法:由第一作者于2012年12月应用计算机检索国内外数据库相关文章,中文检索词为"股骨近端骨折,动力髋螺钉,微创固定系统,经皮加压钢板,Gamma钉,髓内钉",英文检索词为"proximal femoral fracture,dynamic hip screw,less invasive stabilization system,percutaneous compression plate,Gamma nail",并限定文章语言种类为中文和英文。共检索到相关文献142篇,符合纳入标准并用于分析的文献17篇。结果与结论:①股骨近端骨折的治疗方法有几种,包括保守治疗、金属植入物内固定治疗、外固定支架固定、锁定钢板以及人工假体置换治疗等。目前国内外的治疗观点已摒弃牵引等保守治疗方法,尽量行金属植入物内固定。②临床金属植入物内固定的选择主要分为髓外固定装置和髓内固定装置,髓外固定装置包括动力髋螺钉、经皮加压钢板、股骨远端倒置微创固定系统,髓内固定装置包括股骨近端髓内钉、Gamma钉、重建钉等。③每种治疗方法和植入物内固定装置都有其各自的优点及局限,临床治疗中要根据患者病情和治疗需要提出个性化的治疗方案,选择适宜的方法。

中国西部植被覆盖变化对北方夏季气候影响的数值模拟

植被覆盖的变化是气候变化的成因之一,植被改变对气候的反馈可能会加强或者减缓气候的变化。文中利用CCM3全球气候模式以及20世纪70年代和90年代中国西部的植被覆盖资料进行数值模拟试验,研究了这两个时期植被变化对北方夏季区域气候的影响。模拟结果表明:植被增加的地方,地面吸收的辐射通量增加;植被减少的地方,地面吸收的辐射通量减少。地面辐射平衡的变化造成局地大气热量异常,并引起周边大气热量的调整,从而导致东亚地区夏季大气环流异常。相对于70年代的植被状况,用90年代植被模拟的北方地区对流层上层为异常气旋性环流,而中、低层为异常反气旋环流,东北亚到中国东部盛行异常北风,同时西太平洋副热带高压强度偏弱、位置偏南。这种异常环流特征说明模拟的90年代中国东部夏季风明显减弱,异常的环流形势造成华北和东北地区夏季水汽输送减少,水汽辐合减弱,年降水量减少了40 mm,呈现减少的特征,这是和观测事实是比较吻合的。降水和环流的异常还造成华北和东北夏季平均地面气温降低了0.4—0.8℃。因此近30年来中国西部植被变化可能是东亚夏季风年代际变化以及北方夏季降水减少的一个重要因素。

水中双向正交加肋圆柱壳体声辐射的有限元法

水下加肋壳体的结构声问题在水下航行器隐身技术中有更广阔应用。以受谐激励作用的水中双向正交加肋弹性薄圆柱壳为研究对象 ,考虑介质与结构振动的耦合效应 ,研究耦合系统的声振问题。解析法求解此类问题存在困难 ,运用有限元方法计算了双向正交加肋圆柱壳体的声辐射远场声压。算例结果表明 :在设置环肋的基础上再加设纵肋 ,能有效地改善结构的声辐射特性。

单层球面网壳结构地震响应的动力时程分析

本文以K8 型单层球面网壳为研究对象,运用时程法中的直接积分法计算网壳结构在地震作用下的地震响应,并与相应的静内力作了比较。结果表明,在单层球面网壳抗震设计中,应考虑水平地震作用响应,且宜用时程法进行抗震分析。最后。

晚白垩世(80Ma)东亚气候的数值模拟

利用美国国家大气研究中心(NCAR)的CCSM2全球气候系统模式以及重建的古地理资料研究了晚白垩世(80Ma)东亚的古气候特征。模拟结果表明:80Ma时期东亚地区大范围盛行的风向和气压系统随季节有显著变化,由此可以推断东亚地区当时是存在季风环流的。与现代气候比较,白垩纪时期大陆上空的大气环流系统经向特征更明显,这种特征可能与当时欧亚大陆东西向跨度较小有关。此外,在当时偏暖的背景下,东亚冬季风和夏季风呈现出一致的变化特征,即冬季风和夏季风都比现代强。年平均降水的分布型和现代的情况比较相似,降水最大值出现在10°S～10°N的赤道辐合带中,与西太平洋相邻的大陆东岸降水也较多,其中心超过1200mm,而在中纬度的内陆地区降水则稀少。虽然与现代情况相似,80Ma在30°N附近的西太平洋上也为多雨带,然而在东亚陆地上没有多雨带,这说明了青藏高原隆升在现代东亚夏季梅雨形成中的重要性。此外,模拟的80Ma时期东亚地区气候要比现代温暖,相同纬度的表面气温要高2℃以上,模拟的温度与地质证据估计的温度比较接近。

单层柱面网壳结构的非线性稳定性研究

基于非线性屈曲理论 ,以非线性有限元为工具 ,建立了单层网壳结构的稳定性分析的有效计算方法。将具有广泛适用性的判断结构稳定状态的准则引入到结构强度计算中 ,使强度问题与稳定问题统一在一起 ,并以结构当前刚度参数来反映结构的软化程度 ,采用柱面弧长法进行过程跟踪。

晚白垩世(80Ma)CO_2浓度对东亚气候影响的数值模拟

利用美国国家大气研究中心(NCAR)的CCSM2.0全球气候系统模式,并结合重建的古地理资料,研究了晚白垩世(80Ma)东亚气候特征以及CO_2浓度变化对东亚气候的影响。模拟结果表明:与现代气候比较,晚白垩纪时期的东亚大陆冬季风和夏季风都偏强,具有同步变化的特点,并且中高纬度年平均地表气温明显增加,而低纬度地区有所下降,年降水变化的区域性特征明显;就年平均而言,在30°～40°N的内陆地区地面净失去水分、变干燥,而在低纬度、大陆东岸以及高纬度地区,地表获得水分、变湿润。晚白垩纪CO_2浓度变化对大气辐射和大气热状况的影响是复杂的;降低CO_2浓度可以导致东亚地区气候显著变化,冬季东亚中纬度地区大陆降温比其附近的海洋大,太平洋中高纬度的低压系统加强,因而造成东亚冬季风偏强;而在夏季,中纬度大陆地区降温幅度大于海洋,西太平洋副热带高压减弱,因而夏季风减弱。对应于较低的CO_2浓度,年降水量在东亚及其沿岸的中、低纬度大部分地区显著减少,在东亚高纬度的大陆和海洋上降水的减少幅度不大,而在30°N附近亚洲大陆中部和东部的一些地区降水有所增加;总体上,地表水分收支在东亚大陆的东部都是以负值为主,地面净失去水分、变干燥,其中30°N以南的大陆沿岸最显著;而在东亚大陆的内陆地区,水分收支差异以0～0.5mm/天的正值为主,东亚大陆的东部是以地面净得到水分、变潮湿为主。

水下环向双周期加肋圆柱壳体的自由振动

以浸没于水中的弹性环向双周期加肋薄圆柱壳为研究对象 ,考虑介质与结构振动的耦合效应 ,研究流固耦合系统的自由振动。基于Kennard薄壳理论、Helmholtz方程以及壳壁外表面的运动协调条件 ,并借助Dirac δ函数引进肋骨对壳体的作用 ,从而建立耦合系统的运动方程。通过富氏积分变换、引进算子 ,并利用算子的周期性 ,得到系统的频率方程。采用沿实波数轴搜索求根的方法 ,重点计算了水下无限长环向双周期加肋柱壳的自由传播波频率系数 。

单层球面网壳结构抗震性能研究

本文研究了单层网壳结构地震响应的计算理论和计算方法。以 K8型单层球面网壳为研究对象 ,得出了单层网壳在水平地震作用和竖向地震作用下的力学响应特性的一些重要结论。进一步针对地震响应的主要影响参数 ,如结构几何参数、边界刚度、阻尼比等 ,对单层球面网壳地震响应规律作了系统的研究 ,并提出了对单层网壳结构抗震设计有应用价值的结论和建议。

水中加肋球壳振动和声辐射研究

考虑球壳内表面设置加强环肋 ,借助狄拉克δ函数引进环肋对壳体的作用 ,建立水中弹性薄球壳的声振耦合系统的运动微分方程 .基于势流理论和系统的耦合方程 ,通过变量的勒让德级数展开求解方程 ,演绎出可覆盖中、低和高频激励的加肋球壳的振动和声辐射的解析解 .依据所得公式和相应的数值计算重点分析了加强肋对结构声辐射特性的影响 .结果表明 :由于环肋的存在 ,大大增加了耦合系统共振频谱的复杂性 ,对于中频激励 ,环肋的设置能明显地改变结构的声辐射特性 .该方法有好的计算精度和计算速度 .

水中纵向加肋圆柱壳体的自由振动

以浸没于水中的弹性加肋薄圆柱壳为研究对象 ,考虑介质与结构振动的耦合效应 ,研究耦合系统的自由振动特性 .基于Kennard薄壳理论、Helmholtz方程以及壳壁外表面的运动协调条件 ,并借助Dirac δ函数引进肋骨对壳体的作用力 ,从而建立耦合系统的运动方程 .通过傅氏积分变换 ,进而得出系统的频率方程 .采用沿实波数轴搜索求根的方法 ,重点分析了水下无限长纵向加肋薄圆柱壳的自由振动特性 .结果表明

三维梁单元的弹塑性切线刚度矩阵

采用非线性有限元理论 ,在 U .L列式的坐标系下 ,考虑各向同性强化材料 ,基于 Von-Mises屈服准则和 Prandtl-Renss增量理论 ,推导出三维梁单元的弹塑性切线刚度矩阵 .考虑了位移的高阶项影响和材料的非线性影响 ,对空间梁单元的非线性有限元程序的编制有十分重要的意义 .

几何大变形三维梁单元的U.L列式

推出了几何大变形三维梁元的坐标转换矩阵 ,并且给出了大转角位移的计算公式。考虑空间梁的双向弯曲 ,同时考虑弯曲与轴向作用的相互耦合 ,在平截面和小应变的假定下 ,采用 U.L 描述 ,基于非线性增量有限元理论 ,导出了考虑位移高阶项影响的三维梁单元的切线刚度矩阵 ,给出了相应的有限元表达式和对应的计算公式 。

专业教学中学生实践能力培养模式

高等院校的课程教学改革 ,要遵循重素质 ,厚基础 ,宽口径 ,强能力 ,求创新的方针。通过教学改革实践 ,充分开发专业课程的教学在培养学生思维能力、创新意识和创新能力方面的潜能 ,提高学生综合素质。

钢结构格构柱设计理论的力学问题

借助钢结构格构柱设计理论的换算长细比、横向最大剪力以及分肢承载力三个重要力学问题的解决思路和求解技巧的演绎教学,培养学生发现工程中的力学问题、寻找解决力学问题的途径、服务工程设计的能力,引导学生深刻认识力学理论在解决工程问题中的重要作用,进而激发学生学习力学理论的兴趣,实现学生探究、解决工程问题的创新思维、创新能力的培养目标.

样条配点法分析正交正放类网架的动力响应

本文在文献［１］的基础上，运用Ｌａｇｒａｎｇｅ方程推导网架的运动微分方程，应用加权残值法的配点法以三次Ｂ样条函数为时域函数的试函数，求解了正交正放类网架的动力响应问题。文章具体分析了网架的竖向地震响应，结果满意。

弯矩作用平面内稳定公式推导的力学问题

借助现行《钢结构设计规范》GB 50017-2003中实腹式压弯构件弯矩作用平面内稳定实用计算公式的构建和演绎过程,通过课堂教学环节,让学生深刻体会力学知识在结构工程专业知识学习中的重要性,同时也让学生学习解决科学研究问题的思维方法,激发学生学习知识的兴趣,培养学生综合应用知识的能力和开展科学研究的能力.

水中双向加肋圆柱壳体的自由振动

以浸没于水中的双向加肋弹性薄圆柱壳为研究对象 ,考虑介质与结构振动的耦合效应 ,研究流固耦合系统的自由振动。基于 Kennard薄壳理论、Helmholtz方程以及壳壁外表面的运动协调条件 ,并借助 Dirac- δ函数引进肋骨对壳体的作用 ,从而建立耦合系统的运动方程。通过傅氏积分变换 ,引进算子函数 ,并利用算子函数的周期性 ,进而得出系统的频率方程。采用沿实波数轴搜索求根的方法 ,重点计算了无限长双向加肋薄圆柱壳的自由传播波频率系数。