Modified characteristic finite difference fractional step method for moving boundary value problem of nonlinear percolation system

A fractional step scheme with modified characteristic finite differences run- ning in a parallel arithmetic is presented to simulate a nonlinear percolation system of multilayer dynamics of fluids in a porous medium with moving boundary values. With the help of theoretical techniques including the change of regions, piecewise threefold quadratic interpolation, calculus of variations, multiplicative commutation rule of differ- ence operators, multiplicative commutation rule of difference operators, decomposition of high order difference operators, induction hypothesis, and prior estimates, an optimal order in 12 norm is displayed to complete the convergence analysis of the numerical algo- rithm. Some numerical results arising in the actual simulation of migration-accumulation of oil resources by this method are listed in the last section.

磁悬浮轨道梁均匀温度及温差分量极值研究

与一般公铁桥梁不同,磁悬浮轨道梁的温度场会受到周围磁场与功能件升温的影响。由于我国规范暂未对磁浮轨道梁均匀温度和温差分量的极值作出明确规定,研究具有概率保证的温度分量代表值具有重要意义。根据长沙磁浮运营线某混凝土箱梁1年多的现场温度监测数据,分析梁体均匀温度与竖向等效线性温差的时变特征。研究分别采用单变量线性回归法(ULR法)和梯度提升回归树法(GBRT法)建立基于气象因素的结构温度分量预测模型,对比发现GBRT法不仅能提高均匀温度的预测精度,还能克服ULR法无法预测竖向等效线性温差的局限性。而后将1960—2019年的长期气象数据输入到建立好的GBRT预测模型中,得到磁浮箱梁各温度分量60年的长期预测值,经整理后得到均匀温度和竖向等效线性温差的日极值、年极值样本。结合最大熵极值模型和Fourier函数得到各温度分量的日极值时变曲线,对年极值样本建立最大熵模型并确定百年重现期下的温度分量代表值。研究结果表明:磁浮箱梁均匀温度呈现以年为周期的季节性变化,竖向等效线性温差受太阳辐射影响,呈夏季高、冬季低的特点;百年重现期下磁浮箱梁均匀温度和竖向等效线性温差的代表值分别为44.4℃、8.6℃。该方法结合GBRT算法和最大熵极值模型,解决了极值分析中年极值样本不足的问题,结果可为磁浮轨道梁的温度变形设计提供参考。

平原M5.5地震前后体应变异常变化分析

徐州地震台体应变观测数据在平原M5.5地震发生前记录到异常现象,该异常一直持续至菏泽M2.6地震发生后恢复正常。异常时段与2次地震的发生高度吻合。对体应变地震前后观测数据采用精度分析、差分分析、体应变分钟值异常分析、小波分析等方法进行处理后认为,徐州台体应变数据的震前异常变化与地震有关。

不同假人动态试验安全带力值对比

安全带零部件强度满足动态试验不失效是研究安全带约束性能的重要前提。在车型设计初期应注意不同假人和不同配置下强度设计值需求,以满足动态试验要求。而在使用第95百分位男性假人和紧急锁止卷收器配置时,对安全带强度要求更加严格。文章针对GB14166-2013刚性座椅动态试验进行仿真分析,采用不同百分位假人以及不同卷收器配置仿真计算,进行安全带力值对比,为安全带零件强度设计提供参考。

基于感官和化学分析技术解析不同产区酱酒风味特征

联合采用感官分析、香气活性成分定性与定量技术,对茅台镇和神农架产区酱酒的香气感官特征及香气组分特征进行解析。感官分析表明茅台镇酱酒主要表现为曲香、粮香、酱香等香气特征,神农架酱酒则主要表现为甜香、酱香、青草香、酸香等香气特征。采用香气萃取物稀释分析技术从2个产区酱香型白酒中筛选出133种挥发性物质(香气稀释因子≥2);基于多组分的定量结果结合香气活度值(odor activity value,OAV)与偏最小二乘判别分析,从2个产区酱酒中共挖掘出65个重要香气化合物(OAV>1)以及32个差异性化合物[即变量权重重要性排序(variable importance for the projection,VIP)≥1];进一步明确了2个不同产区酱酒的香气感官特征与香气化合物之间的联系。结果表明,与茅台镇酱酒感官特征相关的重要香气化合物主要包括2,3,5-三甲基吡嗪、2-乙基-3,5-二甲基吡嗪、2-乙基-5-甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪、2-甲基丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、γ-丁内酯、苯丙酸乙酯、异戊酸乙酯;与神农架酱酒感官特征相关的重要香气物质为甲硫醇、2,6-二乙基吡嗪、2-乙基-6-甲基吡嗪、3-甲硫基丙醛、香草醛、2,3-丁二酮、γ-壬内酯、3-羟基-2-丁酮、乙醛、乙缩醛、己醛、异戊醛。该研究通过剖析两类酱香型白酒的香气轮廓与风味特征,增进了对2个产区酱酒风味独特性的认识,为生产品质控制提供了参考和理论依据。

火电机组耗差分析及信息平台设计实现

能源日益减少对火电厂节能降耗提出更高的要求,降低机组煤耗是减少电厂运行成本的关键问题。依据机组不同运行方式及参数各自特点,提出采用机组设计值、K-means聚类算法优化运行试验值及变工况计算这三种目标值确定方法。采用锅炉热偏差计算模型与循环函数法对某600 MW火电机组进行耗差分析计算,最终设计实现耗差分析信息平台,为电厂节能降耗给予有效指导。

Extension of covariant derivative(Ⅱ): From flat space to curved space

This paper extends the classical covariant deriva tive to the generalized covariant derivative on curved sur faces. The basement for the extension is similar to the pre vious paper, i.e., the axiom of the covariant form invariabil ity. Based on the generalized covariant derivative, a covari ant differential transformation group with orthogonal duality is set up. Through such orthogonal duality, tensor analy sis on curved surfaces is simplified intensively. Under the covariant differential transformation group, the differential invariabilities and integral invariabilities are constructed on curved surfaces.

Estimating extreme temperature differences in steel box girder using long-term measurement data

The extreme temperature differences in flat steel box girder of a cable-stayed bridge were studied.Firstly,by using the long-term measurement data collected by the structural health monitoring system installed on the Runyang Cable-stayed Bridge,the daily variations as well as seasonal ones of measured temperature differences in the box girder cross-section area were summarized.The probability distribution models of temperature differences were further established and the extreme temperature differences were estimated with a return period of 100 years.Finally,the temperature difference models in cross-section area were proposed for bridge thermal design.The results show that horizontal temperature differences in top plate and vertical temperature differences between top plate and bottom plate are considerable.All the positive and negative temperature differences can be described by the weighted sum of two Weibull distributions.The maximum positive and negative horizontal temperature differences in top plate are 10.30°C and13.80°C,respectively.And the maximum positive and negative vertical temperature differences between top plate and bottom plate are 17.30°C and 3.70°C,respectively.For bridge thermal design,there are two vertical temperature difference models between top plate and bottom plate,and six horizontal temperature difference models in top plate.

基于电子鼻和气质联用识别不同工艺的俄色茶

为探究3种不同工艺加工的俄色茶气味差异,采用电子鼻、捕集阱顶空-气质联用仪(trap head space-gas chromatography-mass spectrometry,HS-Trap-GC-MS)结合正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA)、相对气味活度值(relative odor activity value,ROAV)和差异性热图分析俄色红茶、绿茶和康砖茶挥发性物质的差异。结果表明,电子鼻能有效区分3种俄色茶,电子鼻结合OPLS-DA建立预测模型其预测能力达95.70%。GC-MS分析表明醛类、酯类、烃类是主要挥发性物质,醇类是红茶、绿茶主要共有挥发性物质;醛类、酯类、烃类和醇类的含量差异是导致不同工艺俄色茶香气异同的主要原因。ROAV值结合香气类型分析表明果香类挥发性物质对俄色茶气味形成的贡献相对较大;异戊醛可能是俄色茶的关键香气物质。差异性热图分析表明,三甲氧基酯、异戊醛、2-乙基呋喃是俄色茶主要共有挥发性物质。

苦水玫瑰中49项营养及活性成分指标分析与评价

【目的】通过对苦水玫瑰营养及活性成分进行全方面分析,确定其营养利用价值,为苦水玫瑰的精加工深加工、高附加值产品研究以及资源开发利用提供借鉴。【方法】本研究以原产地甘肃省兰州市永登县苦水镇苦水玫瑰和引种产地甘肃省庆阳市的玫瑰为实验材料,采用电感耦合等离子体质谱、气相色谱串联四极杆飞行时间质谱联用等技术手段,对苦水玫瑰中的总多糖、总黄酮、维生素C、矿质元素、脂肪酸和氨基酸等营养及活性成分进行了表征,并运用偏最小二乘法对49项营养及活性指标进行分析判定。【结果】苦水玫瑰花瓣中总黄酮、总多糖、粗蛋白含量相对丰富,含有人体所需的常量元素和微量元素。苦水玫瑰花瓣中不饱和脂肪酸所占比重高于饱和脂肪酸;所含氨基酸种类丰富,鉴定出了7种人体必须氨基酸。原产地苦水玫瑰的总黄酮、总多糖、天冬氨酸、亚油酸、维生素C、谷氨酸、α-亚麻酸等37项指标的含量均高于引种产地玫瑰。总黄酮、粗蛋白是组成苦水玫瑰营养及活性成分的主要物质。【结论】苦水玫瑰营养和活性成分含量高、种类齐全,满足现代人对低脂肪、必需氨基酸摄入以及增加功能活性因子及微量元素的需求,利用价值高。甘肃省兰州市永登县苦水镇的苦水玫瑰在各项指标中的含量要高于甘肃省庆阳市,品质较好。研究结果为苦水玫瑰产品的资源开发利用提供理论基础和科学依据。

北派浓香型白酒年份标记物的非靶向鉴定

目的筛定北派浓香型白酒年份差异标记物,并表征差异标记物对北派浓香型白酒感官品质的贡献。方法采用吸附笔-气相色谱-质谱法结合气味活度值、滋味活性值鉴定不同年份北派浓香型白酒的微量成分数据集及品质因子,应用定量描述性感官分析结合偏最小二乘判别分析、斯皮尔曼相关分析和随机森林化学计量学方法非靶向筛选关键年份差异标记物,并通过Pearson相关性分析方法探究标记物对北派浓香型白酒感官属性的贡献。结果共鉴定出94种微量成分,其中48种香气品质因子、8种滋味品质因子,筛选出6种关键年份标记物,各标记物对北派浓香型白酒感官品质贡献具有明显差异。结论运用化学计量学方法可从仪器数据中提取有效信息,构建微量成分与酒体感官品质的关联,有效筛选影响北派浓香型白酒感官品质差异的年份标记物。

南亚季风环流与臭氧时空分布变化关系的特征分析

利用2005年1月至2017年12月搭载在美国环境监测Aura卫星上的臭氧监测仪(Ozone Monitoring Instrument,OMI)数据和NCEP气象资料,在夏季风环流指数定义方法的基础上,重新定义了南亚区域冬季风环流指数,并分别计算了南亚夏季风和冬季风环流指数.结合冬夏两季环流的强弱变化采用相关分析、合成分析和奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)等方法,探讨了环流异常形势下臭氧的时空变化特征.结果表明:(1)南亚夏季纬向环流与经向环流的强度变化存在一致性,冬季经向环流与纬向环流的强度变化差异较大.(2)南亚臭氧柱总量的季节变化明显,且近13年来臭氧柱总量整体呈上升趋势.(3)夏季(冬季)风环流指数与对流层中低(中高)层和平流层中低层臭氧的相关性显著,但夏季平流层和对流层的相关趋势相反.(4)夏季风环流增强对应青藏高原-伊朗高原上空及南侧区域的上升运动增强,对臭氧的输送作用是造成对流层臭氧分布呈现差异的原因.(5)冬季风环流强弱期的垂直上升和下沉运动中心的移动,以及南北向、东西向气流交汇区的差异是造成臭氧分布不同的原因.

基于数据预处理的侧信道分析优化方法

电磁侧信道信息具有数据庞杂无序,信噪比低的特征,对侧信道分析的结果存在较大影响。针对电磁侧信道数据的特性,该文提出一种最小相关差值的对齐方法,通过参考信号的自相关函数与待对齐信号的互相关函数之间的相似度来估计延时差值。同时,提出一种K奇异值分解(KSVD)字典学习的降噪方法,交替迭代进行稀疏编码和字典更新来滤除高频噪声。为了验证数据预处理方法对侧信道分析结果的优化效果,设计并搭建了电磁侧信道测评系统,并基于实际芯片进行了近场电磁侧信道信息采集与分析。该文使用所提预处理方法对电磁数据进行对齐与降噪,通过t-test泄露评估与相关性电磁分析,对比最大相关系数对齐与小波降噪方法,能够将侧信道攻击的效率分别提高29.91%和55.23%。

地涌金莲的营养成分分析和饲喂价值评定

地涌金莲是金沙江干热河谷一种独特的生物资源,对金色江干热河谷的植被修复具有较好的效果,为研究地涌金莲的经济价值和饲用价值,本研究通过地涌金莲的花、叶片、叶柄和茎的营养成分测定对地涌金莲进行饲用价值评定。结果表明,地涌金莲花的叶柄中酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量最高,分别为36.06%,53.13%;叶片中的粗灰分、粗蛋白质和粗脂肪含量最高,分别为8.94%、21.20%和7.91%;茎的RFV值最高为223.62,花和茎的等级较高。经过饲喂价值评定饲料等级为花>茎>叶片>叶柄,由此可以发现,叶柄的营养价值最低,花、叶片和茎具有较高的饲料价值。

考虑初始条件的结构振动方程的频域算法

为了在离散频域内求出由非零初始条件与外加荷载共同作用引起的结构的动力响应,基于傅里叶变换(FT)和有限差分公式,推导出了狄拉克δ函数及其一阶导数的离散傅里叶变换(DFT),构建了一类新频域算法.利用这一算法,有效克服了传统的频域算法中由非零初始位移导致的动力响应数值发散.用三个数值算例来研究算法性能,分别是单自由度(SDOF)线性系统、4000个自由度的桁架结构、顶端具有集中质量的悬臂梁;它们均具有非零初始位移和初始速度.计算结果表明:改进后的频域算法与传统的数值算法算得的结果一致,且精度与效率更高,适用于求解各种类型的线性结构振动的动力响应.

液压支架不同工况下顶梁的承载性能分析

液压支架在工作面的长度方向上以群组的形式对工作面形成有效的支护,在不同位置的液压支架面临着不同的承载工况。选取液压支架工作面端头位置及中间位置的承载状态,对其性能进行仿真分析,建立液压支架的有限元分析模型,对两种工况的支架应力进行分析。结果表明,顶梁的最大应力均出现在柱窝与连接筋板的位置处,工况一左侧应力大于右侧,工况二的应力左右分布一致,两者应力值均小于顶梁的屈服应力,满足系统的使用需求。

气温日最低值空间差值序列的中位值解析

为了深入开展气象观测数据的精细化分析,提升观测资料的应用价值,使用1970-2017年成都地区的气象资料,以数据序列的频数特征为起点,对最低气温数据空间差值序列的中位值进行解析。提出序列中位值的提取方案;揭示这类序列中位值所关联的客观现象;分析这类序列的中位值与其统计平均值之间的联系和差异;阐述使用这种中位值进行解析运算的一些优势。结果表明,所提出的方案能够可靠提取到0.01℃精度的中位值;成都地区15 km间距以上样本中,有49%~88%的最低气温两站空间差值序列的中位值更具序列代表意义;与最低气温空间差的平均值序列的标准差相比,98%的对应的中位值序列的标准差偏小,通常偏小量为11%~19%,这种特点更有利于短序列使用,以提升观测数据使用时效;所有样本中,最低气温空间差的平均值序列与中位值序列同步演化,两者时间序列的相关系数为0.87~0.99,这两个不同统计方式的数据存在这种稳定的关联说明还有内在机理有待深入发掘。

一种改进的SVM短期电力系统负荷预测方法

针对电力市场环境下短期电力系统负荷预测准确、高效的要求,提出了一种改进的支持向量机短期负荷预测方法。利用主成分降维获取日负荷数据的特征因子,通过灰色关联分析建立负荷特征因子与影响因素之间的关联关系。构建不同日之间影响因素的加权差异度值,将倒数作为权重系数引入支持向量机模型,建立了一种考虑影响因素权值特征的SVM负荷预测模型。仿真结果表明,改进的SVM模型在一个月内负荷预测的平均预测准确率约为97.01%,日均相对误差在0.32%~3.57%范围内波动。该模型的负荷预测准确率和稳定性均优于常规的SVM模型与LS-SVM模型。

基于主成分分析法的窗口自适应粒子滤波算法

传统的窗口固定的粒子滤波跟踪算法在运动目标尺度发生明显变化时不能有效地跟踪目标。针对这一问题,提出了一种跟踪窗口尺寸和方向自适应变化的粒子滤波跟踪方法。该方法将主成分分析法引入到粒子滤波框架中,通过分析目标区域内像素值的协方差矩阵得到包含目标区域取向和尺寸信息的椭圆跟踪窗口。实验结果表明,该跟踪算法能自适应于目标区域形状的变化,在目标尺寸和方向发生变化时能很好地跟踪和确定目标区域。