山丘区地表基质空间异质性特征及其对植被生态影响

地表基质是地球表层孕育和支撑森林、草原、水、湿地等各类自然资源的基础物质,受地球关键带空间结构、元素特征等因素的影响,山丘区地表基质呈现明显的空间异质性特征,并显著影响着所属植被的空间分布和生态演化。研究地表基质空间异质性特征及其对植被生态的影响机理,对于进一步认识地球关键带结构及地表作用规律,支撑国土空间生态环境修复具有重要意义。以宁波山丘区地表基质为研究对象,采取剖面研究和样品测试的方法,从地表基质空间结构和元素特征角度,对花岗岩、流纹岩和玄武岩3类典型地表基质空间异质性进行了分析。研究发现,花岗岩类具有土质粗、透水性强等特点,流纹岩类具有土质较粗、浅表透气好等特点,玄武岩类具有土质细、通气性差等特点。此外,花岗岩类主量和微量元素较缺乏,流纹岩类富含Mo和Zn,玄武岩类富含Fe、Mg、Co、Cu、Zn等元素,且玄武岩CIA值明显高于花岗岩和流纹岩。结果表明,山丘区地表基质空间异质性主要受基岩的结构和元素组成影响,并对植被生长产生明显的生态效应。地表基质的空间结构主要影响水分的分布与运移,元素特征影响着养分的分布状况,由此引起的水分和养分的空间分布和丰度差异直接影响着植被生长。

基于偏微分方程的声波神经网络

神经网络是一种重要的机器学习算法,在地球物理学等领域的应用得到了迅速发展,这主要得益于其在数据建模、信号处理和图像识别等方面的强大能力.然而,神经网络的数学基础和物理解释仍然十分不足,模型内部复杂性使得难以解释其决策过程,限制了神经网络的进一步发展.利用数学和物理方法解释神经网络的行为仍然是一个具有挑战性的任务.本文目标是从声波偏微分方程和有限差分方法出发设计一个声波神经网络结构,该方法将一阶声波方程转化为基于有限差分的离散化声波方程,声波方程有限差分格式与神经网络传播函数具有近似的数学表达形式,可以构建一种基于声波传播物理模型的神经网络.声波神经网络的主要特点是:(1)具有压力-速度耦合结构和层间跳跃连接的神经网络;(2)主变量-伴随变量双流网络结构改善了训练中的梯度消失问题.从声波偏微分方程和有限差分算法出发建立的声波神经网络具有良好数学基础和清晰的物理解释,为在数学和物理方法框架内提高网络性能提供了可行性.数值计算结果表明,声波神经网络在CIFAR-10和CIFAR-100数据集的图像分类任务中性能有明显提升,优于传统残差神经网络.偏微分方程神经网络建模方法可以应用于许多其他类型的数学物理方程,并为深度神经网络算法提供数学和物理解释.

基于文献计量学的毫火针临床应用规律研究

目的 运用文献计量学方法分析毫火针临床应用相关研究文献,了解研究现状、热点及趋势。方法 检索中国知识资源总库(CNKI)、中国学术期刊数据库(万方数据)、中文科技期刊数据库(VIP)、中国生物医学文献数据库(CBM)建库至2022年9月18日收录的有关毫火针临床应用相关文献,运用NoteExpress3.2.0进行文献管理,采用Bicomb2.04、Ucinet6.560及CiteSpace6.1.2软件对年发文量、作者、研究机构、来源期刊及关键词进行分析。结果 共纳入556篇文献,年发文量呈上升趋势,趋势节点与毫火针发展标志性事件相符;该领域形成以刘海永、张志强、孙春梅、黄石玺、柏志芳、王亚楠、杨嘉恩、梁淑芬为主的“核心作者”群,以广州中医药大学、北京中医药大学为主的5所“核心大学”及以《按摩与康复医学》为主的36本“核心期刊”;关键词共现分析显示,高频关键词包括“毫火针”“白癜风”“带状疱疹”“针刺”“火针疗法”等。结论 近年来毫火针的临床应用研究成果逐渐增多,临床应用研究趋势由外科疾患向内科疾病拓展,领域内作者团队之间、发文机构之间的联系有待加强。

采用单水听器匀速直线运动直升机三维参数估计算法

针对空中匀速飞行运动目标所激发的水声信号特征,该文将传统的2维平面内估计目标飞行高度、速度等参数的问题扩展到3维空间,可以求解飞行时偏航距离,更符合实际情况,解决了空中快速飞行目标状态3维参数估计问题。该文首先以直升机离散线谱为特征声源,建立其在空气-水两层介质中声学多普勒的3维传播模型,考虑了目标的飞行速度、高度和偏离水听器的偏航距离。然后根据多普勒频移曲线及其1阶、2阶导数的不对称性,推导出水下探空应用中飞行器的3维参数估计方法。最后,通过分析单水听器接收的实测信号,验证了文章构建3维空间多普勒频移飞行参数估计模型的合理性及APP-LMS算法相较于短时傅里叶瞬时频率估计算法能够更准确反演直升机的航行参数。

混合多端高压直流输电线路的行波传播过程分析

为解决直流换相失败问题并获取更高的传输容量,混合多端高压直流(High Voltage Direct Current,HVDC)输电技术开始在电力系统中应用。整流站大多采用的是基于晶闸管的换流阀(Line Commutated Converter,LCC),逆变站采用的是模块化多电平换流阀(Modular Multi-level Converter,MMC)。基于整流站与逆变站的不同结构,同时考虑星形连接高压直流输电线路多端拓扑结构,故障后行波的传播过程亟待进一步分析,为行波保护或测距新原理的研究提供理论基础。给出LCC整流站和MMC逆变站处的行波折、反射系数计算方法,并基于典型±400 kV星形连接三端LCC-MMC-HVDC拓扑结构分析行波传播过程。

基于运动性疲劳理论的城市型森林公园游步道规划研究——以浙江东阳南山国家森林公园为例

以浙江东阳南山国家森林公园为例,将运动性疲劳理论和步行体力消耗计算模型融入森林公园游步道体系分析和规划之中,为从不同人群运动适宜性角度进行森林公园游步道布局评价和规划提供了一个新思路。

风氧化煤地质与地球物理特征

根据风氧化煤中有机质、灰分、挥发分以及固定碳含量等成分的变化,结合氢、氧含量、发热量、视密度、黏结性、测井参数等,讨论风氧化煤地质与地球物理特征:(1)风氧化煤表面C、O原子含量变少,风氧化煤内部的风氧化程度要弱于表面;(2)风氧化煤光泽暗淡,因风氧化作用产生的煤成黏土密度低于黏土;(3)干燥无灰基碳、氧+硫含量在风化煤最低,氢含量反之最高;(4)风氧化煤的有机质绝大多数被破坏,灰分剧增,挥发分及固定碳降低;(5)氧化煤有高自燃性,与之相反风化煤不具有易燃性,反可作为防火预留煤柱。(6)随风化程度的加深,在测井曲线上自然伽马、伽马伽马呈现高幅值,电阻率呈现低幅值;(7)岩浆侵入导致氧化煤其电阻率曲线基本为零,密度变小。

基于Rife算法的跳频信号瞬时频率估计算法研究

针对Rife算法在被估计信号频率位于量化频率点附近时估计精度不高的问题,提出一种改进的Rife跳频信号频率估计算法。该算法提出利用频谱细化的方法对信号DFT谱中次大谱线的位置进行搬移,从而使信号频率始终位于其DFT谱中两根最大谱线之间的中心区域。同时为了消除Rife算法在信号信噪比较低时,由于插值方向错误而增大的频率估计误差,论文提出对被估计信号加窗的方法对算法进行进一步的修正。仿真结果表明该算法的估计精度、抗噪性能和稳定性相比于Rife算法都有所提高。

竹炭／碳纤维增强树脂基摩擦材料摩擦磨损性能

采用腰果壳油改性酚醛树脂和丁腈橡胶为粘结剂,具有高弹性模量和高强度的碳纤维为增强纤维,竹炭、重晶石和蛭石等为填料,采用热压成型工艺制备树脂基摩擦材料,研究了竹炭含量对摩擦材料的剪切强度、密度和摩擦磨损性能的影响,借助扫描电镜观察磨损表面形貌并分析磨损机理。结果表明:随着竹炭含量的增加,材料的剪切强度和密度相应减少;添加竹炭能明显提升在250℃和350℃下的摩擦系数,对于100℃下的摩擦系数影响较小;增加竹炭含量,材料的磨损率逐渐变大,磨损机制由单一磨粒磨损向黏着磨损和磨粒磨损的复合磨损机制转变。

致密储层复杂流体模型及其适用性分析

致密油气储层普遍面临油气流动性低、产量不稳定的问题,对低孔渗致密储层的渗透率预测是油气勘探开发中亟待解决的问题。致密储层流体流动的关键机理不清楚,传统孔隙介质流体模型难以为渗透率预测提供足够的理论支撑,这些问题均制约了渗透率预测的准确度。针对微纳米尺度的致密储层孔隙结构,详细分析了致密储层复杂流体模型的理论基础和适用范围。不同尺度孔隙空间流动参数的数值计算和对比分析结果表明,Knudsen模型适用于较低压力下微纳米孔隙中的气体流动,对于致密储层油、水等液体或稠密气体来说,Knudsen流动的影响可以忽略;Forchheimer模型适用于孔隙介质中流体速度较高的情况,当致密储层中流体流速较低时,对流动惯性项的修正基本可以忽略。流体模型理论及其适应性分析对于深入理解致密储层复杂流动现象至关重要,研究结果为致密储层渗透率技术的应用研究提供了理论基础。

超小净距分岔式隧道施工方法数值模拟研究

以在建的阳安二线直通线包湾村隧道工程为依托,针对分岔隧道工程中较为少见的反向扩挖法和传统中隔墙法进行三维数值模拟,从结构应力、位移和塑性区范围3方面,对大跨段、连拱段、小净距段及中墙进行对比研究。结果表明:2种工法均能保证隧道施工安全,而反向扩挖法更优;隧道分岔段为工程薄弱部位,且存在左右线施工相互影响和偏压问题,应引起重视并采取措施。通过随后的现场监测,证明数值模拟结果可以指导施工,表明反向扩挖法用于分岔隧道施工是可行的,值得推广。

非牛顿流体孔隙介质弹性波动方程

重油、聚合物和压裂液等非牛顿流体普遍存在于油气勘探和开发过程中,研究孔隙尺度非牛顿流体流动及其对地震波场的影响具有重要意义。Biot理论忽略了流体黏性系数及剪切应力的非线性变化,虽然可用于描述完全饱和固体与经典牛顿流体在波场作用下的相互作用,但是对于非牛顿流体孔隙填充物来说不准确,因此需要研究含非牛顿流体效应的孔隙介质波动方程。通过建立非牛顿流体的分数阶导数麦克斯韦(fdMaxwell)模型,发现非牛顿流体孔隙介质波场传播特征与常规波动方程明显不同,波场频散和衰减存在共振现象,而牛顿流体饱和的孔隙介质波场频散和衰减未表现出这种特殊效应。同时,非牛顿流体本构关系的流变参数和分数阶导数对流—固耦合作用有明显影响。计算结果表明,含非牛顿流体效应的波动方程对重油砂岩纵波速度预测结果更准确。非牛顿流体本构关系对流—固耦合带来新的变化,对孔隙介质波场频散和衰减的影响不可忽视。文中研究是对真实地震岩石物理模型非牛顿流体效应的探索,对致密油储层地震勘探、含压裂液的裂缝储层微地震模拟等领域可产生积极的推动作用。

SiO2颗粒增强酚醛树脂基摩擦材料力学性能研究

为探讨陶瓷颗粒对树脂基摩擦材料力学性能的影响,以SiO2颗粒增强酚醛树脂基摩擦材料为例,利用三点弯曲实验研究颗粒特征对弯曲强度的影响,建立材料内部弹性应力场分布模型,并从细观力学角度进行分析。实验结果表明:添加二氧化硅陶瓷颗粒后,复合材料的弯曲强度降低、弹性模量升高;复合材料弯曲断裂截面显示脆性断裂特征,断裂过程中裂纹遇到颗粒贯穿通过;复合材料弯曲强度随颗粒含量增加而降低,随颗粒弹性模量增加先减小后增大。理论分析表明:陶瓷复合树脂基摩擦材料内部最大应力值位于颗粒边缘处;最大应力值随颗粒与基体弹性模量比值增大而增大;复合材料的平均应力与颗粒的含量成正相关。实验和理论研究表明,陶瓷颗粒添加引起材料内部应力集中,且与颗粒弹性模量和颗粒含量成正相关。

基于三维孔隙网络模型的纵波频散衰减特征分析

波场在含流体的孔隙介质中传播时会产生频散和衰减现象.波场的频散和衰减与孔隙介质的岩石物理属性有关,包括孔隙度、渗透率、流体属性等.现有的三维裂缝/软孔隙网络模型利用椭圆截面纵横比的变化模拟从扁裂缝、软孔隙到硬孔隙的多种情况,而未考虑同时包含孔隙和裂缝的全局性网络空间.为了更好地描述裂缝-孔隙空间,本文提出同时包含裂缝和孔隙的三维裂缝孔隙网络模型,并给出渗透率的计算方法.通过体积平均法推导了三维裂缝/软孔隙网络模型和三维裂缝-孔隙网络模型的波动方程,利用平面波分析方法得到纵波频散/衰减曲线的表达式,同时应用数值模拟研究了总孔隙度、裂缝孔隙度、裂缝纵横比、裂缝数密度、孔隙流体黏度对纵波衰减和速度频散特征的影响.结果表明,在三维裂缝-孔隙网络模型下,总孔隙度、裂缝参数等对纵波频散衰减特征的影响与三维裂缝/软孔隙网络模型相似.具体表现为:纵波在高频段内出现频散和衰减现象.孔隙度的变化主要影响逆品质因子曲线峰值的大小;裂缝数密度主要控制速度显著变化的范围;裂缝纵横比对纵波速度和特征频率有显著影响.

分岔隧道过渡段爆破对中隔墙振动响应的数值分析

针对包湾村分岔隧道爆破施工过程进行三维有限元仿真分析,研究中隔墙及中夹岩的振动响应规律.结果表明:沿中隔墙截面方向,各爆源处中隔墙迎爆侧振速与背爆侧振速差值与中隔墙厚度成正比;竖向振速作为主导振速,且同一竖截面上部和下部振速略大于中部振速;单侧隧道未开挖段中隔墙振速较开挖段中隔墙振速会放大1.3倍;大断面向连拱段的过渡施工对中隔墙的影响更大;过渡段爆源处中隔墙竖向最大振速与厚度呈负指数关系,分析得到了分岔隧道连拱段爆破时左右线的危险区域.

一种新的联合跳频信号参数估计算法

为了解决短时傅里叶变换(Short-time Fourier Transform,STFT)无法同时兼顾时间与频率分辨率的问题,提出一种新的联合跳频信号参数估计算法,即对跳频信号作较短窗长STFT,然后提取其时频脊线得到跳变时刻的粗略估计,再利用最小二乘法对其进行修正,得到跳频时刻的精确估计,最后利用AR谱估计中的Burg算法对两个跳变时刻之间的信号进行估计,得到跳频频率的准确估计。通过理论分析和仿真实验证明了该算法的可行性和有效性。

裂缝-孔隙介质储层渗透率表征及其影响因素分析

含裂缝多孔介质渗透率预测是非常规油气资源勘探开发的一个紧迫问题.现有多孔介质岩石物理模型通常利用圆形孔管模拟宏观岩石孔隙空间,难以定量描述软孔隙/裂缝在压力作用下的闭合情况,缺乏裂缝/孔隙间流量交换的连通机制.本文提出含三维裂缝/软孔隙网络多孔介质模型,将储层岩石裂缝/软孔隙表示为椭圆截面微管,建立了周期性压力作用下微观裂缝流量表达式,通过网络模型和流量守恒条件,得到含有三维裂缝/软孔隙网络的多孔介质渗透率计算方法.数值算例表明,预测结果与实验数据分布范围吻合很好,能够给出不同类型岩心对应孔隙纵横比的分布图.三维裂缝/软孔隙网络模型建立了宏观可观测量与裂缝参数之间关系,能够定量分析岩石渗透率随裂缝体密度、纵横比、孔隙流体类型和围压等因素的变化规律,为复杂条件下储层渗透率预测提供了一种有效方法.

采用单水听器的匀速圆弧运动直升机三维参数估计算法

针对空中匀速圆弧运动目标激发的水下声信号,该文采用单水听器解决该动目标3维运动参数的估计问题。首先以直升机离散线谱为声源特征,在空气-水介质中建立声源线谱特征在匀速圆弧运动下3维多普勒传播模型。然后根据多普勒频移曲线、声源运动模型以及声线传播几何关系,选取3个时间观测点计算目标多普勒频移,推导了单水听器估计空中匀速圆弧运动声源的3维参数估计算法。最后,通过仿真单水听器所接收的水声信号,验证了该算法估计匀速圆弧运动声源飞行参数的有效性和精度。

环氧改性有机硅树脂基热防护涂层的制备及抗烧蚀性能研究

以环氧改性有机硅树脂作为基体,添加二氧化硅、玻璃纤维粉、钛白粉、硅酸盐类填料和复合阻燃剂等无机填料,以低分子聚酰胺作为固化剂,设计制备了环氧改性有机硅热防护涂层,并且分析了填料种类以及添加量对涂层力学性能和抗烧蚀性能的影响。结果表明:添加无机填料能大幅提高涂层的强度和热解保留质量,有效提升涂层抗烧蚀性能;在改善涂层的抗烧蚀性能方面,玻璃纤维粉优于二氧化硅粉,钛白粉显著优于硅酸盐类填料。

The Dynamic Tribological Performance of One Certain Resin-based Friction Materials under Different Temperature Conditions

A fixed-point observation method was designed to research the dynamic tribological performance of one certain resin-based friction materials. The friction test was performed through a constant speed friction tester under various temperature conditions. It was found that the dynamic tribological performance of materials has a good consistency with the dynamic evolution of worn surfaces. At lower temperatures, the friction coefficient and wear rate were constant, resulted from the stable worn surfaces. At higher temperatures, the friction coefficient increased gradually, while the wear rate decreased, due to the increasing contact area and Fe concentration. A fade occurred above 250 ℃, which can be explained by the degradation of binders.