全球非均匀模型中的远震走时层析成像

远震走时层析成像是研究地球内部结构的重要工具.通常,远震走时层析成像使用一维地球参考模型计算研究区域外地震射线.由于地球存在广泛非均匀结构,传统远震走时层析成像在计算射线时忽略了研究区域外非均匀结构对射线的影响,最终导致对研究区域内的成像结果产生影响.为了减小模型外地球非均匀结构对远震走时层析成像的影响,本文利用迎风差分格式数值求解程函方程,得到全球非均匀模型中的远震射线,以此为基础发展了基于全球非均匀模型的远震走时成像方法.为了检验本文成像方法提升成像精度的有效性,选取青藏高原东北缘为研究对象.合成测试和实际数据成像结果显示,在考虑地球非均匀结构以后,成像结果更精确,结果展现更多成像细节.

基于逐元和轴对称谱元的混合方法及远震波场模拟

远震波形成像是研究地球内部结构和动力学过程的重要手段.然而,由于巨大的计算需求,当前在全球尺度(包含震源-台站)数值模拟高频(频率到2 Hz)地震波传播并不现实.谱元法是一种高有效性的数值模拟算法,具有高精度和网格剖分灵活的优点,并且已经成功应用于弹性波方程求解中.但缺点是求解远震问题时计算量和存储量较大.为了克服上述难题,本文发展了一种基于逐元并行谱元法与轴对称谱元法相结合的混合方法:即在全球尺度层状模型下使用具有快速计算效率的轴对称谱元法模拟远震背景波场,而在研究区域内使用逐元并行谱元法精确计算非均匀介质中远震波场传播.该方法减少了非均匀介质中远震波场模拟的计算量与存储量,并保持了逐元并行谱元法高精度、低存储量、易并行的优点.数值实验验证了该混合方法的可行性和精确性,并有望进一步应用于实际地震数据远震波形成像研究中.

既有管线可调节吊承式保护技术

传统明挖沟槽既有管线悬吊保护易出现既有管线的变形过大或破坏的情况,为克服传统管线悬吊保护的不足,在研究传统技术基础上,开发了由悬吊钢绳、可移动及上升式悬吊结构、可伸缩式支撑结构组成的既有管线可调节吊承式保护结构,并基于新结构提出了新型既有管线保护实施机理和施工步骤,并将其应用于具体工程项目,取得了较好的应用效果,有效实现既有管线变形的主动控制,提高管道施工效率,可为类似工程提供一种新型方法和借鉴。

保康县“十三五”和“十四五”规划生物多样性主流化评估

为促进保康县各部门生物多样性主流化建设,构建评估体系,对保康县“十三五”和“十四五”规划中生物多样性主流化程度进行评估。结果认为,保康县“十四五”规划较“十三五”规划生物多样性主流化程度显著提升,评估分数由58分上升到84分;提升之处包括明确生物多样性保护优先区域、生物多样性保护跨区域跨部门协调合作与交流、生物多样性立法或执法、生物多样性保护科技支撑、有害生物防治、外来物种和转基因生物安全管理以及绩效考核和责任追究制度;“十四五”规划中部分生物多样性保护指标仍需加强,包括生物多样性迁地保护、生物多样性保护宣传教育与公众参与机制、生物多样性保护与社区共管、生态补偿或生态环境损害赔偿机制和生物多样性资金保障。

数字交通地球软件设计与实现

为了便于公路设计人员开展方案比选及优化设计,结合三维GIS技术、跨平台开发技术和网络通信技术,设计开发了数字交通地球软件,该软件由桌面端、移动端和服务端软件组成。通过该软件可以实现外业现场实时定位及照片采集、基础数据集成加载和设计方案便捷展示等功能,达到辅助外业工作,提升数据共享水平,优化设计方案的目的。

基于程函方程的初至P和sPg波走时联合地震定位方法

由于初至波到时对震源深度敏感程度低,导致初至波到时定位难以获得可靠的震源深度信息.为了提升震源深度的定位精度,前人提出深度震相走时约束.深度震相定位方法利用深度震相对震源深度敏感的性质测定震源深度,极大的提高了震源深度的精确度.深度震相定位方法中,理论走时常在层状模型中计算获得,当实际地下结构与层状模型之间存在较大差异时,由深度震相方法测定的震源深度将会偏离真实深度.为了提高震源深度的测定精度以及减小速度模型误差对地震定位的影响,本文使用快速行进法求解程函方程获得非均匀模型中的初至P和sPg震相走时,并联合这两种走时开展重定位研究.以2022年四川泸定MS6.8地震为例的合成数据测试和实际定位结果显示,本文基于程函方程的初至P和sPg波走时联合地震定位方法能显著提高地震定位的精度.

近震远台的走时层析成像方法研究

远震层析成像是研究壳幔三维结构的重要手段.虽然远震层析成像已成功应用于台站分布较好区域的地下结构成像研究,但地球上有些关键构造区域缺乏地震台站,以至于难以应用远震层析成像研究壳幔结构.为了实现台站匮乏构造区的远震层析成像,根据互易性定理,将传统远震成像中研究区域周边远震激发地震波、区域内台站记录地震信号(远震近台)的观测系统,变换成研究区域内地震激发地震波、周边远震距离范围内台站接收信号(近震远台)的观测系统,实现近震远台的远震层析成像.首先,本文给出了基于近震远台的走时层析成像方法的基本原理和实现步骤.随后,分析了影响成像结果的三个主要因素:射线覆盖密度、走时拾取误差和震源不确定性.最后,以日本俯冲带为例,利用近震远台的成像方法反演实际数据,得到日本俯冲带上地幔速度结构,实际算例证实了该成像方法的有效性.

绕管式换热器壳侧流动及传热模拟与实验研究

针对绕管式换热器的结构参数,建立不同管径(6 mm<d0<14 mm)、不同层间距(2 mm<S2<4.5 mm)和不同轴向间距(2 mm<Z<14 mm)的绕管式换热器的两层绕管几何模型.以水为换热介质,应用Fluent中Realizable k-ε湍流模型对绕管式换热器的壳侧流体的流动及换热特性进行了数值模拟,分析了管径、层间距和轴向间距对努赛尔数、场协同数、损失率和综合换热性能评价因子的影响.结合数值模型制作了实验模型并开展了性能测试,将测得的实验数据和模拟结果进行了对比,结果表明,在研究范围内,当管径为6 mm、层间距为3.5 mm、轴向间距为14 mm时,综合换热性能评价因子有最大值,温度差值、压力降模拟结果与实验数据相差1～4℃、0.8～1.2 kPa.

模拟地震波传播的三维逐元并行谱元法

高效地震波场正演模拟对于复杂模型中地震波传播与成像研究至关重要.本文在谱元法原理框架内,对已有逐元谱元法改进,提出一种新的逐元并行谱元法求解三维地震波运动方程,并得到地震波场.逐元并行谱元法的核心思想在于在单元上进行质量矩阵与解向量的乘积运算,并将此运算平均分配至每一个CPU计算核心,此处理有利提升谱元法的并行计算效率.同时,根据Gauss-Lobatto-Legendre(GLL)数值积分点与插值点重合的特点,将稠密单元刚度矩阵的存储转化成单元雅克比矩阵行列式的值及其逆的存储,大幅减少谱元法计算内存开销.此外,在模型边界上利用逐元并行谱元法求解二阶位移形式完美匹配层(PML)吸收边界条件,消除边界截断而引入的虚假反射.通过逐元并行谱元法得到的数值解与解析解对比,以及实际地震波场模拟,数值结果证实了逐元并行谱元法用于地震波场模拟的高效性.

后路经皮内镜颈椎间盘切除术治疗神经根型颈椎病的中远期疗效

目的探讨后路经皮内镜颈椎间盘切除术(posterior percutaneous endoscopic cervical discectomy,PPECD)治疗神经根型颈椎病的中远期疗效。方法选取2018年1月至2019年1月于我院治疗神经根型颈椎病患者62例,根据手术方法不同将其分为PPECD组30例和前路颈椎间盘切除融合术(anterior cervi-cal discectomy and fusion,ACDF)ACDF组32例。对两组围术期指标以及临床疗效评分、颈椎曲度和病变椎间高度等进行比较。结果PPECD组手术时间更短,出血更少,住院时间更短;术后随访两组在VAS评分、NDI评分较术前均明显改善,差异有统计学意义(P<0.05);ACDF组颈椎曲度Cobb角及病变椎间高度明显增加,差异有统计学意义(P<0.05),PPECD组则无明显变化。结论PPECD手术治疗神经根型颈椎病中远期疗效与ACDF手术相似,并且手术时间更短,出血更少,住院时间更短等优点。

经皮内镜可视化环锯治疗胸椎管狭窄症的临床效果

目的探讨经皮内镜可视化环锯治疗胸椎管狭窄症的手术特点和疗效。方法回顾性纳入2019年1月至2020年6月采用经皮内镜可视化环锯治疗的37例单节段胸椎椎管狭窄症患者。其中男14例,女23例;年龄31~82岁,平均(57.6±11.8)岁;记录体位、住院时间、手术时长和出血量等。采用疼痛视觉模拟评分(visual analogue scale,VAS)、Oswestry功能障碍指数(Oswestry disability index,ODI)和改良日本骨科协会(Japanese Orthopaedic Association,JOA)评分法对患者术前及末次情况进行评价,并计算改善率。结果所有患者手术均顺利完成,无硬膜外血肿、切口感染及术后瘫痪。37例患者中,24例黄韧带骨化(ossification of ligamentum flavum,OLF)患者采用俯卧位;13例侧卧位手术患者中胸椎间盘突出(thoracic disc herniation,TDH)3例,后纵韧带骨化(ossification of posterior longitudinal ligament,OPLL)5例,OLF+OPLL 5例。住院时间(7.2±1.6)d,手术时长(96.5±20.0)min,出血量(41.9±10.8)mL。VAS评分由(7.0±0.9)分降低至(1.9±0.8)分;ODI由(41.7±2.1)改善至(16.1±1.7);JOA评分由(5.8±1.4)分提升至(8.6±1.4)分。术前术后差异具有统计学意义(P<0.05)。结论经皮内镜可视化环锯治疗胸椎管狭窄症时根据压迫的类型选择不同的体位,对椎管进行充分的减压,手术方式安全微创,术后疗效满意。

基于脑电信号深度迁移学习的驾驶疲劳检测

脑电信号一直被誉为疲劳检测的“金标准”,驾驶者的精神状态可通过对脑电信号的分析得到。但由于脑电信号具有非线性、非平稳性和空间分辨率低等特点,传统的机器学习方法在运用脑电信号进行疲劳检测时还存在识别率低,特征提取操作繁琐等不足。为此,该文基于脑电信号的电极-频率分布图,提出运用深度迁移学习实现的驾驶疲劳检测方法,即搭建深度卷积神经网络,并利用SEED脑电情绪数据集对其进行预训练,然后通过迁移学习方法将其用于驾驶疲劳检测。实验结果表明,卷积神经网络模型能够很好地从电极-频率分布图中获得与疲劳状态相关的特征信息,达到较好的识别效果。此外,基于迁移学习策略可以将训练好的深度网络模型迁移到其他识别任务上,有助于推动脑电信号在驾驶疲劳检测系统中的应用。

基于GNSS与网络通信融合定位的隔离者管理系统的设计与实现

针对中高风险地区入境人员在隔离期内管控难的问题,设计了一种基于全球卫星导航系统(GNSS)与网络通信融合定位的“隔离管家”管理系统.该系统融合GNSS定位、无线蜂窝网络定位、无线局域网室内定位、云计算平台、地理信息系统等技术,实现了隔离者定位、隔离者运动轨迹上报、电子围栏设定、体温上报、体温监控、出圈告警和运动轨迹追踪等主要功能.“隔离管家”系统可为企事业单位提供隔离人员安全、有效地层级管理,做到对号入座、实时掌控、轨迹追溯.

修正辛格式有限元法的地震波场模拟

三角网格有限元法具有网格剖分的灵活性,能有效模拟地震波在复杂介质中的传播.但传统有限元法用于地震波场模拟时计算效率较低,消耗较大计算资源.本文采用改进的核矩阵存储(IKMS)策略以提高有限元法的计算效率,该方法不用组合总体刚度矩阵,且相比于常规有限元法节省成倍的内存.对于时间离散,将有限元离散后的地震波运动方程变换至Hamilton体系,在显式二阶辛Runge-Kutta-Nystr9m(RKN)格式的基础之上加入额外空间离散算子构造修正辛差分格式,通过Taylor展开式得到具有四阶时间精度时间格式,且辛系数全为正数.本文从理论上分析了时空改进方法相比传统辛-有限元方法在频散压制、稳定性提升等方面的优势.数值算例进一步证实本方法具有内存消耗少、稳定性强和数值频散弱等优点.

模拟地震波传播的优化质量矩阵Legendre谱元法

波动方程的数值求解是地震波正反演的重要环节,而数值算法的计算精度直接关系到地震波的模拟结果和成像质量.当前,谱元法由于同时具备有限元法的网格灵活性与谱方法的高精度性已被成功应用于不同尺度模型中的地震波模拟.然而,常见的Legendre谱元法在求解地震波运动方程时采用Gauss-Lobatto-Legendre(GLL)数值积分计算质量矩阵所包含的积分项,由于GLL数值求积无法对积分项精确估计,从而造成谱元法精度损失.针对谱元法精度上的不足,本文提出一种优化算法用于提升其精度.首先构造关于GLL数值求积积分权与质量矩阵对角线元素精确值的最小二乘目标函数,然后利用共轭梯度法求解目标函数得到优化权系数,该权系数能减小质量矩阵的离散误差最终提高谱元法的计算精度.通过数值频散分析、数值算例证实了本文给出的优化算法用于提升谱元法数值模拟精度的可行性和有效性.

基于优化数值积分的谱元法模拟地震波传播

复杂介质的高精度地震波数值模拟一直是地球物理研究领域的难点,研发高精度、高效率的数值算法对地震波正反演研究至关重要。谱元法现已被成功应用于各种尺度模型的地震波数值模拟。然而,传统谱元法采用的Gauss-Lobatto-Legendre数值求积算法无法精确计算质量矩阵和刚度矩阵包含的多项式积分,以至于难以充分展现谱元法的高精度优点。针对传统谱元法数值积分精度不足问题,文中提出一种优化积分算法。即首先构造关于数值求积与精确积分的最小二乘目标函数,然后利用共轭梯度优化方法求取优化的数值积分权系数,从而提升数值积分精度,并最终提高谱元法模拟地震波的数值精度。通过理论分析和模型试算,证实基于优化数值积分的谱元法在减少数值频散、提升计算精度等方面具有优势。

离心风机叶型安装角β_(b)(r)径向分布的气动作用研究

基于计算流体力学计算了3种叶型安装角β_(b)(r)径向分布的离心风机流场,研究了β_(b)(r)径向分布的变化对叶轮流道内气流角、惯性力及风机性能等参数的影响,为离心风机叶片造型阶段实现叶轮流道内流动的精细控制提供了依据。研究结果表明,β_(b)(r)分布会显著影响叶轮流道内物理参数的变化趋势,对叶轮出口参数周向分布影响较小。进、出口参数相同时,风机外特性因β_(b)(r)分布的不同存在明显差异。惯性力流线法向分量对叶轮出口附近吸力面边界层的发展趋势会产生影响,其大小与流线曲率有关。

固本消癥汤联合FOLFOX方案化疗对结直肠癌术后患者免疫功能影响及其安全性观察

目的:观察固本消癥汤联合FOLFOX方案化疗对结直肠癌术后患者免疫功能影响及其安全性。方法:结直肠癌术后患者86例随机分为对照组(n=43)和观察组(n=43)。对照组患者单纯采用FOLFOX方案化疗,观察组患者在对照组基础上加用固本消癥汤。两组均连续治疗6个疗程后,进行疗效、不良反应观察和功能量表评分,比较两组患者治疗前后细胞免疫功能变化情况。结果:观察组总有效率为97.67%,明显优于对照组的83.72%(P<0.05);观察组患者的CD4+、CD4+/CD8+较治疗前显著升高,CD8+则较前显著降低,且均优于对照组(P<0.05);观察组药品不良反应发生率低于对照组,各项功能量表评分高于对照组(P<0.05)。结论:固本消癥汤联合FOLFOX方案化疗治疗结直肠癌术后患者疗效显著,降低了化疗不良反应发生率,提高了患者的免疫功能,改善了结直肠癌患者的临床症状,值得临床推广运用。

高压旋喷桩在流砂地层中的施工技术

传统高压旋喷桩在流砂地层中成桩质量差,旋喷桩强度低,严重影响地基处理效果,为解决上述问题,在充分研究当前高压旋喷桩机械设备特点,并借鉴当前可提高流砂地层高压旋喷桩成桩质量和强度的较有效方法的基础上,改进和创新现有技术,设计了先利用膨润土泥浆旋喷定型成桩,保障成桩质量,然后再利用水泥浆复旋喷,保障旋喷桩强度的技术思路,并通过试验确定施工参数和具体施工步骤,形成相应的施工技术,并应用于具体工程,提高了施工效率,节省了资源,取得了较好的经济社会效益。

基于手机GNSS位置信息的隔离者行为判别技术

在新冠疫情爆发期间,对密切接触者或者来自中高风险区的人员进行隔离是一种有效遏制疫情蔓延的措施,为避免隔离人员擅自离开隔离区,需配备大量管理人员采用人盯人的方式进行24 h监管,耗费大量的人力和财力,并且容易出现信息漏报、无法实时收集分析以及监管人员安全性等问题.利用现有基础设施,实现对隔离者的自动实时监控十分必要.在自动实时监控中,最重要的是如何实现隔离人员离开隔离区后及时进行判别和告警,针对于此提出了一种基于手机全球卫星导航系统(GNSS)位置信息进行隔离人员行为判别的方法.此方法利用手机GNSS芯片输出的位置信息以及载噪比(CNR)信息实现判别,利用实测数据对方法进行了验证.分析结果表明:该方法能够准确、有效地判别隔离人员是否离开隔离区域.