近50年我国西北区外核拍频涡与强雨区的关系

根据强震成因的外核对流上升体顶托说,一个强震的震中下面是外核的一个对流上升脉冲点,从物理学的"拍频原理"可知,两个强震的中点也是一个外核脉冲点,将其称为"外核拍频(地热)涡"。仔细分析了近50年来出现在我国西北区的外核拍频涡,发现它与降水距平百分率R′>100%的强雨区相配合,这为水灾的短期气候预测提供了科学依据。

2011年中国4次成灾性气候异常及其原因分析

为了研究地震与气候异常的关系,从地震活动的角度对2011年发生在我国的4次成灾性气候异常进行了分析。结果表明,2011年长江中游春、夏季大旱的直接原因是3月24日发生在缅甸的7.2级地震;长江中下游6月上旬出现旱涝急转则与3月11日日本东部的9.0级地震及缅甸地震密不可分;鄂赣交界发生的4.6级地震对黄河中游秋汛的影响最为明显,这是"震侧强涡"造成的结果;2012年1月贵州冻雨较多也是受到印度锡金和我国东海两个地震形成的"拍涡"影响,这表明地震活动是影响天气、气候变化的可能原因之一。

两强震涡中点的“拍涡”引发致洪暴雨初探

两个强震震涡中心连线的中点处，因为共振和“拍”的作用，会形成“地热涡”，它使得位于其上的地幔与地壳抬升，地温升高（3．2m地温亦升高），因此将其称为“拍地热涡”（简称“拍涡”）．本文对近30年出现在我国的“拍涡”进行了统计，结果表明：凡两个强震符合下述条件者：1）两强震的震级差≤1．5级，其最强地震≥6．5级（除1982年12月6．4级例外）；2）两强震的震中距相差1500-6000km；3）两强震的时间差≤2个月．半年之内在其“拍涡”的数百公里范围内会出现一块R’％〉100％的强大多雨区，这为水灾预测提供了依据．同时对少数不符合上述条件的个例进行了成因解释．

河北省廊坊地区暴雨预报的地气学方法

利用1981 2011年发生在中国及周边地区4级以上地震资料和廊坊地区降水资料,首先分析了落在廊坊地区境内的地震"拍涡"和河北省境内4级以上地震引发的"震源涡"对廊坊地区降水的影响,然后进一步统计分析了由于地热涡产生和活动引起的地温场分布、变化与暴雨天气产生和落区分布关系,最后对2011年廊坊地区降水与暴雨个例进行了检验分析。结果表明,由4级以上地震引发的落在廊坊地区境内的地震"拍涡"及河北省境内4级以上地震相伴的"震源涡"可导致廊坊地区降水异常和偏多;一年中由于地震频发落在廊坊地区境内形成的多个地震"拍涡",其存在可以导致廊坊地区数月降水的异常和偏多。从地气学的角度分析,影响廊坊地区多雨和暴雨的主要地气系统是地震"拍涡"和"震源涡"。通过对2011年廊坊地区降水及暴雨个例的分析表明,掌握地下中强震活动信息,充分利用地热涡形成引起的地温场变化以及地热涡最强点("超能值")的分布,结合天气影响系统的诱发,对暴雨及其落区预报具有非常重要的预报参考价值。

2009年1月-2010年4月我国地气系统的演变分析

利用2009年1月-2010年4月地震、3.2m地温、降水场资料对该时段地气系统的演变特征进行了分析,解释了其气候变化原因,并初步估计2010年全国汛期降水形势。结果表明,强震是破坏"正多负少规则"的重要因素,震前的孕震三步曲、震后两强震连线中点的拍频涡及强震后准半年周期性干旱共同组成了影响2009年气候异常的控制系统。

东北深震的孕震三步曲

中国东北地区存在一条震源深度达600公里深震带,频发深源地震,本文通过分析1973年9月27日东北7.7级深震发震前0.5～1年的月际变温场和降水距平场的变化特征,得出中国东北区域深震的孕震过程与我国浅震一样也存在孕震三步曲;近30年9次深震的统计分析表明:东北深震的整个孕震时间以及各步之间的孕震时间均与我国浅震的孕震时间基本相同,唯地壳被压缩的时间东北深震比我国浅震要短一倍左右.东北深震孕震第一步中"热旱区"外围相对多雨带的平均半径与未来震级之间的相关系数达到0.96,用环带半径可估计出未来的震级,根据深震孕震三步曲的各步时间可估算出发震时间.东北深震与相匹浅震组成的"拍地热涡"亦可引发强大多雨区.表明深震肇因与浅震一样均来自壳幔层以下,其差别仅在于岩石圈的脆性层深度不同.

基于大涡模拟静压气体推力轴承微幅自激振动特性分析

为揭示静压气体推力轴承微幅自激振动的内在机理,采用大涡模拟(Large eddy simulation,LES)分析小孔节流静压气体轴承内气体流动特性。发现在节流孔出口附近的湍流区域内气体产生极其复杂的漩涡,气体压力和流速自漩涡中心向边缘逐渐变化,随着气体的流动漩涡不断产生和破裂,造成气膜内气体压力波动,导致承载能力快速改变,引起轴承产生微幅自激振动。通过k-ε模型验证大涡模拟计算结果的准确性。同时,对比环面节流与小孔节流静压气体轴承内气体压力波动的幅值,证明漩涡是导致静压气体轴承产生自激振动的直接原因。计算结果还表明,随着气膜厚度的增加,流场内气体压力波动的幅值先增大后减小,在超精密静压气体轴承设计时,应避免最大压力波动时的气膜厚度接近最大刚度时的气膜厚度,使轴承具有最佳刚度的同时,自激振动得到有效抑制。

中国夏季最大雨区落区预测方法讨论

利用1980-2011年地震资料及夏季降水资料,对1980-2011年夏季中国最大雨区与最强拍涡位置进行了分析。结果表明,最大雨区与最强拍涡的位置相差在4个经纬度以内者占75%,因此,最大雨区的落点是可以通过计算拍涡位置来预报的。最大雨区面积与拍涡强度成正相关关系,相关系数为0.33,通过了0.1显著性水平检验。拍涡强度受两次地震出现时间的影响,若两次地震发生的时间间隔较短,表明其振动位相相近,共振和拍的作用会较强烈,使拍涡变得较强;随着时间间隔的增长,共振作用会越弱,多雨区面积也会越小。

低雷诺数下方柱和圆柱涡致振动的数值分析

通过数值求解二维不可压粘性流体的N-S方程，研究了方柱和圆柱在低雷诺数（Re＝90～130）下的涡致振动．柱体振动对流体的影响用动网格法模拟，N-S方程采用时步分裂技术先求出中间速度场，再用多重网格法求解泊松方程得到压力场，最后根据压力场对中间速度场进行修正．柱体的振动方程用Newmark-β法求解．通过计算柱体和流体的相互作用，成功地捕捉到了“锁定”和“拍”现象．计算结果与实验结果相当吻合，并和已有的用任意拉格朗日-欧拉公式有限元法计算的结果进行了比较．

唐乃亥水文站径流量与黄河源区拍涡的关系

为了揭示地下热活动对黄河上游径流变化的影响,并为径流的短期预报与水利调度、防洪抗旱等提供参考依据。利用2002 2011年唐乃亥水文站日平均径流量资料和东亚地震资料,定义了拍涡强度指数,分析了10年间黄河源区的拍涡和唐乃亥水文站日平均径流量的关系。结果表明,黄河源区拍涡出现的时间与唐乃亥水文站日平均径流量距平百分率≥50%的丰水期相对应,丰水期与拍涡出现的时间相差在一周以内,且丰水期平均径流量与拍涡强度指数呈正相关关系,这对黄河上游径流预报有重要的指示意义。

一维钝体竖向拍振非线性涡激力识别

基于Scanlan经验非线性模型,推导一维钝体竖向涡激振动拍振响应。借鉴Wilkinson涡激力相关性函数,探讨节段模型拍振状态下气动参数、涡激力识别方法,分析相关性对涡激力识别的作用。以一大跨度桥梁主梁断面为例,识别气动参数及其非线性涡激力,结果表明在节段模型试验分析中考虑相关性作用后,可更准确地识别其非线性涡激力。

一维钝体竖向涡激振动拍振响应及涡激力识别

涡激振动是在低风速下很容易出现的一种风致振动现象,一维钝体涡激振动具有自激、自限特性。拍振则是涡激振动一种典型形式,为钝体固有频率和涡脱频率共同作用结果。拍振理论研究目前为止仍未有满意结果;主要通过数值计算方法和风洞试验进行研究,数值计算难度很大难以实现;风洞试验研究较直观,但不能解释其作用机制。基于Scanlan非线性模型,采用KBM法(渐近法)推导一维钝体竖向涡激振动拍振响应一次近似解,探讨通过拍振时程响应曲线识别气动参数、涡激力方法。最后,以一大跨度桥梁主梁节段模型风洞试验为例,识别气动参数及其非线性涡激力。

模拟圆柱涡致振动问题的重叠网格法

使用重叠网格法求解二维不可压N-S方程,数值模拟了雷诺数在90—150之间的圆柱涡致振动。N-S方程对流项采用三阶迎风格式,扩散项使用四阶中心紧致格式离散,圆柱计算网格随圆柱一起运动,采用运动的非惯性参照系下的控制方程,振动控制方程采用四阶龙格-库塔法求解。计算成功地捕捉到了“拍”现象和“锁定”现象,并给出在不同折合来流速度下圆柱振幅的实验值和数值模拟结果的对比,计算结果与实验值基本吻合。

天灾成因的外核对流说

本文提出,天灾(旱、涝、震等)的成因是外核强对流运动.与对流层大气运动进行类比可知,外核流体的运动亦可分为对流和平流两类,对流上升泡对壳幔层的顶托作用使地壳脆性层中应力积累酝酿地震.因顶托撤销,而使地内应力突降,是地震发生的直接原因.在外核垂直速度的水平切变最强处,往往是震中所在地.固体圈层的能量流主要是压缩和拉张两类,因压缩通过共振而在地表层形成的"拍涡"是涝灾的罪魁,因拉张而形成的大地冷涡则是严重干旱的祸首.